JP3611565B2 - 心機能解析用画像診断装置及び心機能解析方法 - Google Patents
心機能解析用画像診断装置及び心機能解析方法 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、心輪郭像の解析を行う心機能解析用画像診断装置及び心機能解析方法に係り、とくに心室壁の局所的運動状態を定量的に解析可能な手法の一つであるセンターライン法を採用した心機能解析用画像診断装置及び心機能解析方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、心室壁の局所的運動状況を調べて心機能を診断するには、各種の機能状態で撮影された心臓画像を比較観察するという定性的手法により行われていた。しかし、この比較観察の手法には主観的要素が多く介在するので、この主観的要素を排除する目的で各種の定量的解析法が提案されている。この定量的解析法の一つとして、特許文献１に示されているように、センターライン法がある。このセンターライン法は、臨床的に有効な結果が得られるとの評価を受けており、多用されている。
【０００３】
ここで、センターライン法に拠る具体的な解析プロセスを下記のステップ（１）〜（６）に基づいて詳述する。
【０００４】
（１）：心臓の画像から拡張末期（以下、ＥＤ：Ｅｎｄ−ｄｉｓｔｏｌｅという）及び収縮末期（以下、ＥＳ：Ｅｎｄ−ｓｙｓｔｏｌｅという）の心輪郭像を得て、両像を同一平面上で重ね合わせる（図１参照：同図において符号ＥＤはＥＤ心輪郭を、符号ＥＳはＥＳ心輪郭を夫々示す。以下の図でも同様とする）。この重ね合わせは、例えば連続的に重ね撮りされた心臓画像からＥＤ及びＥＳの心輪郭を得たり、或いは個別に撮影されたＥＤ像とＥＳ像からＥＤ及びＥＳの心輪郭を得た後、両像の大動脈弁部の中点と心尖部の頂点とを結ぶ長軸ＬＡを一致させた状態で両輪郭を同一平面上におく方法等により行われる。
【０００５】
（２）：ＥＤ心輪郭の大動脈弁部を除いた輪郭を例えば１００等分する等分点ＥＱ．．．ＥＱを決定し、ＥＤ心輪郭に直交する直線ＰＥ（以下、これを「直角線」という）を、各等分点ＥＱからＥＳ心輪郭まで引いていく（図２参照）。
【０００６】
このステップで、ＥＤ心輪郭に直角な方向を決める方法も数通りある。例えば、各等分点ＥＱとその両隣の等分点を通る円の当該等分点における接線に直角な方向を上記方向に決める方法や、各等分点ＥＱから隣接する例えば２０等分点への方向を平均した方向を上記方向に決める方法がある。
【０００７】
直角線ＰＥは、ＥＤ心輪郭の大動脈弁部の一端から多端へ例えば時計回り方向にＥＤ像を一周しながら、順次引かれる。
【０００８】
このセンターライン法では、直角線ＰＥ．．．ＰＥの夫々を心臓各部が収縮する軌跡と見做すため、直角線ＰＥは必ずＥＳ心輪郭に終着しなければならず、また直角線ＰＥ同士が交差することはその物理的意味合い上、許されない。さらに心室壁が大動脈弁に収縮することも有り得ない。これらの条件や禁止事項を守るため、次の処理（２ａ）〜（２ｃ）を施す。
【０００９】
（２ａ）：ある等分点ＥＱでの直角線ＰＥがＥＳ心輪郭の大動脈弁に達する場合（図３の点線参照）、その直角線ＰＥを引かずに次の等分点の処理に進む。
【００１０】
（２ｂ）：ｎ＋１番目の等分点ＥＱｎ＋１で引かれた直角線ＰＥｎ＋１がＥＳ心輪郭に達しない場合（図４の点線参照）及びｎ＋１番目の等分点ＥＱｎ＋１で引かれた直角線ＰＥｎ＋１が１つ前の等分点ＥＱｎで引かれた直角線ＰＥｎに交差する場合（図５参照）、共に、当該等分点ＥＱｎ＋１の１つ前の等分点ＥＱｎで引かれた直角線ＰＥｎとＥＳ心輪郭の交点ｆまで線ＰＥｎ＋１＊を引いて直角線ＰＥｎ＋１の代用とする。
【００１１】
（２ｃ）：直角線ＰＥｎがＥＤ心輪郭の長軸ＬＡと交差する場合（図６の点線参照）、この長軸ＬＡとＥＳ心輪郭との交点ｇへ向けて線ＰＥｎ＊を引いて直角線ＰＥｎの代用をさせる（既出の特許文献１（特公平５−１０１５号公報）参照）。
【００１２】
（３）：ステップ（２）で引かれた直角線ＰＥ．．．ＰＥの夫々の中点ＭＤ．．．ＭＤを決定し、それら中点ＭＤ．．．ＭＤを結ぶセンターラインＣＬを引く（図７参照）。
【００１３】
（４）：センターラインＣＬの大動脈弁部を除いた部分を１００等分する等分点ＥＰ．．．ＥＰを決定し、センターラインＣＬの各等分点ＥＰの位置でセンターラインＣＬに直交する直線ＣＴ（以下、これを「収縮線」という）を、ＥＤ心輪郭からＥＳ心輪郭まで引いていく（図８参照）。
【００１４】
このステップ（４）は、前記ステップ（２）と同様に行われる。即ち、ステップ（２）と同様の方法により、センターラインＣＬ上の直角方向を決め、センターラインＣＬの一端から他端へセンターラインＣＬを一周しながら収縮線ＣＴを引いていく。このとき、（２ａ）〜（２ｃ）と同様の処理も施される。しかし、センターラインＣＬ上の等分点ＥＰｎ＋１からＥＤ心輪郭に向かって収縮線ＣＴｎ＋１を引くときは、その収縮線ＣＴｎ＋１が１つ前の等分点ｎから引かれた収縮線ＣＴｎと交差するかどうかのチェックは行わない。その理由は、通常、収縮線の間隔は、センターラインＣＬからＥＤ心輪郭へ向かって広がるからである。
【００１５】
（５）：ステップ（４）で引かれた収縮線ＣＴ．．．ＣＴの各々に時計回り方向の番号（「ＣＨＯＲＤ ＮＯ．」という）を順番を付与するとともに（図９参照）、各収縮線ＣＴの線長を測定する。さらに、測定した各線長をＥＤ心輪郭の収縮線が引かれた部分の長さＬｏｕｔで正規化する。このときＥＤ心輪郭がＥＳ心輪郭の外側である部分に対応する場合は正、それ以外の場合は負の符号を与える。このようにして正規化したものが収縮率である（図１０参照）。
【００１６】
（６）：ステップ（５）で与えられた番号（「ＣＨＯＲＤ ＮＯ．」という）及び測定された収縮率をそれぞれ横軸、縦軸として、心室壁の局所的運動状況を示すグラフＡを作成する（図１１参照）。また最近では、このグラフＡに正常な心臓の収縮（正常例）に対する平均値Ｂ、この正常例の平均値に対する標準偏差Ｃ１、Ｃ２を重ねて表示し、これらの曲線に基づいて収縮の良い部分又は悪い部分を判断するようになっている。さらに、図１１の例では、解析すべき心機能グラフＡが前記平均値Ｂ及び標準偏差Ｃ１、Ｃ２よりも下方に位置する部分、すなわちＣＨＯＲＤ ＮＯ．１５〜５５の部分は運動が小さく、これに対し前記平均値Ｂ及び標準偏差Ｃ１、Ｃ２よりも上方に位置する部分、すなわちＣＨＯＲＤＮＯ．６５〜８５の部分は運動が大きく、これらの部分は異常部位と診断される。
【００１７】
また、図１２は前記心機能グラフＡと正常例平均Ｂとの差分を標準偏差で正規化した値ＳＤのグラフを示す図である。即ち、ｉ本目の上記値を、ＳＤｉとすると、
【数１】
となる。ここで、Ｌｉはｉ本目の収縮線ＣＴの収縮率、Ｍｉは正常例平均Ｂにおけるｉ本目の収縮線ＣＴの収縮率、ＮＳＤｉは正常例平均Ｂにおけるｉ本目の収縮線ＣＴの標準偏差を示す。図１２の曲線において絶対値の大きい部分は、図１１における異常部位に対応している。
【００１８】
これらの解析結果から診断に有用なデータを得ることができる。特に診断に必要な情報としては、正常な心臓の収縮に比べて収縮が小さい部分（即ち、図１２でいうならばグラフが負方向に大きく偏っている部分）が存在するかどうかということである。その部分は梗塞の可能性があり、冠状動脈の疾患の可能性を示すからである。特に冠状動脈の疾患の有無を判断する基準として、図１２における値が−２以下の領域の有無を挙げることができる。そこで、例えば、図１２における値が−１以下の収縮線の本数とその平均値、−２以下の収縮線の本数とその平均値、−３以下の収縮線の本数とその平均値を診断材料として提供することがある。
【００１９】
以上のように、センターライン法により得られる解析結果は、心臓各部の運動状況を比較観察したり、正常例のグラフと比較したりすることにより、心機能診断に有用な情報を提供することができる。
【００２０】
次に、上述したセンターライン法を単独で実施する画像診断装置の構成例を説明する。
【００２１】
かかる画像診断装置の全体のシステムブロック図を図１３に示す。この画像診断装置は同図に示すように、心輪郭データ格納ユニット１、正常例データ格納ユニット２、センターライン法解析ユニット３、及びグラフィックメモリ４を有する。これらが制御バス７を経由してメインのＣＰＵ（中央演算装置）８に接続され、ＣＰＵ８により制御されるようになっている。
【００２２】
心輪郭データ格納ユニット１からＥＤ心輪郭データ及びＥＳ心輪郭データが供給される。また、正常例データ格納ユニット２から正常な心臓の収縮（正常例）に関するデータ、即ち、正常例における各収縮線ＣＴの平均収縮率Ｌｉ（ｉ＝１〜１００）、及び各収縮線ＣＴの標準偏差ＮＳＤｉ（ｉ＝１〜１００）が供給される。心輪郭データ及び正常例データは、ＣＰＵ８の制御の元、センターライン法解析ユニット３に送られ、センターライン法に基づいた解析が行われる。この解析結果はグラフィックメモリ４に描画された後、Ｄ／Ａ変換器５にてＤ／Ａ変換され、モニタ６で表示される。
【００２３】
センターライン法解析ユニット３のシステムブロック図を図１４に示す。この解析ユニット３には同図に示すように、イメージメモリ９のほか、ＥＤ／ＥＳ心輪郭重ね合わせ部１０、ＥＤ心輪郭直角線作成部１１、センターライン作成部１２、収縮線作成部１３、収縮率解析部１４、及び解析結果グラフ作成部１５を有する。これらの各部１０〜１５は、例えばＣＰＵによるソフトウエア処理で構成されるもので、上述したステップ（１）〜（６）の処理がイメージメモリ９を用いて順に処理される。即ち、ＥＤ／ＥＳ心輪郭重ね合わせ部１０ではステップ（１）の処理が、ＥＤ心輪郭直角線作成部１１ではステップ（２）の処理が、センターライン作成部１２ではステップ（３）の処理が、収縮線作成部１３ではステップ（４）の処理が、収縮率解析部１４ではステップ（５）の処理が、そして解析結果グラフ作成部１５ではステップ（６）の処理が実施される。
【００２４】
ここでさらに、上記各ユニット及び各部の構成、動作を詳述する。
【００２５】
まず、心輪郭データ格納ユニット１は、ＥＤ及びＥＳ心輪郭データをＣＰＵ８の指令に基づいて入力可能である。この心輪郭データは、ディジタル画像として得られた心臓画像から心輪郭自動抽出処理またはマニュアルトレースによりＲＯＩデータとして得られる。ＲＯＩデータのフォーマットは例えば、図１５に示すように画像上で心輪郭上の点座標（Ｘ，Ｙ）の連続したものに、図１６に示すように心臓の大動脈弁両端の位置座標及び長軸両端の位置座標がつけ加えられた形になっている。このＲＯＩデータは、元の画像の画像サイズにより画面上での位置関係が異なってくる。例えば１０２４２画像、５１２２画像上で同じ大きさ・形のＲＯＩであっても、１０２４２画像での座標データは５１２２画像での座標データの２倍となる。そこで、必ず同一画像サイズにてＥＤ及びＥＳの心輪郭を得るようにする。
【００２６】
心輪郭重ね合わせ部１０は、ステップ（１）に基づく処理を行う。具体的には、ＥＤ／ＥＳ両心輪郭像の大動脈弁部の中点と心尖部の頂点とを結ぶ長軸ＬＡを一致させるようにＥＳ心輪郭データをアフィン変換する処理を行う。
【００２７】
また、ＥＤ心輪郭直角線作成部１１は、ステップ（２）の処理を例えば以下の要領で行う。
【００２８】
まず、ＥＤ／ＥＳ両心輪郭データに対してスムージング処理を行い、そのデータを基にイメージメモリ９に両心輪郭を書き込む。このときのスムージング手法としては、例えば上記ＲＯＩデータ内の注目点とその前後の点、合計３点のＸ，Ｙ座標毎の単純平滑化が有用である。また、例えば特許文献２に示すようなハードウェア構成及び処理手法によりスムージングを行うこともできる。
【００２９】
次いで、ＥＤ心輪郭のフラグをサーチしながらＥＤ心輪郭を方向データ列として認識し、方向データ列から輪郭の長さを求め、その長さを等分することで、前述した等分点ＥＱ．．．ＥＱを決定し、さらに等分点ＥＱ．．．ＥＱにおける輪郭の垂直方向を求める。これを図１７〜図２０を使って例示する。
【００３０】
例えば、注目点を中心とする８方向を図１７に示す数値データとして定義すると、図１８のような輪郭に対して、方向データ列は、（１、０、０、１、０、０、１、１、２、２）となる。更に各方向に輪郭が接続する場合の輪郭の単位長さを図１９のように定義し（ｘ，ｙ方向のピクセル比は１：αとする）、図１８に示す輪郭の長さをＬとすると、
【数２】
Ｌ＝１×４＋α×２＋（１＋ａ２）１／２×４
となる。この輪郭を２等分するとするならば、Ｌ／２の長さに当たる位置が等分点となる。ここで、α＝１とすると、
【数３】
Ｌ／２＝３＋２×２１／２
となり、始点から数えて６番目の輪郭点Ａが等分点ＥＱに対応する。
【００３１】
垂直方向の求め方としては、上記等分点ＥＱ＝Ａから例えば２輪郭点ずれた２点の位置を求め、その２点を結ぶベクトルの垂直ベクトルを求めることで求められる。つまり、上記等分点Ａにおける垂直方向の単位ベクトルは、
【数４】
（−３／５，４／５）
となる。これにより、イメージメモリ９上にて、ＥＤ心輪郭の等分点から上記手法で求められる垂直ベクトルの方向にＥＳ心輪郭のフラグが見つかるまでサーチを行うことになる。その際、前述したステップ（２ａ）〜（２ｃ）の処理が行われる。
【００３２】
このようにして、心輪郭を示す方向データ列から輪郭長さ、等分点、直角方向を求めることができるが、この場合、心輪郭が滑らかな形状である必要がある。すなわち、図２０に示すような鋭い突起等（以下、これを「枝」という）が存在してはならない。このため、上述したように予め心輪郭データにスムージングを施すことにより、図２０のような枝を無くするようにしている。
【００３３】
一方、センターライン作成部１２はステップ（３）の処理を行う。つまり、ＥＤ心輪郭直角線作成部１１にて求められた各直角線ＰＥの中点を求める。センターラインＣＬは、中点の座標（Ｘ，Ｙ）の連続したＲＯＩデータとして得られる（図２１参照）。このＲＯＩデータを用いてイメージメモリ９上にセンターラインＣＬを描画する。
【００３４】
また収縮線作成部１３はステップ（４）の処理を行い、ＥＤ心輪郭直角線作成部１０での処理と同様な方法で作成する。
【００３５】
収縮率解析部１４はステップ（５）に基づき、収縮率を求める。
【００３６】
解析結果グラフ作成部１５はステップ（６）に基づき、収縮率解析部１４で求められた収縮率及び正常例データ格納ユニット２から供給された正常例データから解析結果グラフ情報を作成し、グラフィックメモリ４にそのグラフ情報を描画する。
【００３７】
【特許文献１】
特公平５−１０１５号
【００３８】
【特許文献２】
特公昭６３−１６３６８０号
【００３９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来技術にあっては、以下に示すような種々の解決すべき問題があった。
【００４０】
［１］：本解析に用いるＥＤ及びＥＳの心輪郭像は、通常１カットの動画像から選択された２枚の画像、或いは１回の検査の中で得られた２枚の静止画像より作成される。このＥＤ像及びＥＳ像の心輪郭像は、同一患者の同一検査で得られた画像でなければならない。また、画像拡大・回転等の画像処理が行われた画像から作成される可能性もあるが、その場合でも同一の画像処理が行われた画像でなければならない。ところが、心輪郭像そのものから上記の判別をすることは不可能であり、現状の装置では上記条件を満たす、満たさないに関わらず解析が行えるようにしていることが多い。このため、例えば心輪郭データ格納ユニットからデータを読み出す際、操作ミスなどがあって、ＥＤ及びＥＳの心輪郭像が別患者同士のものであっても、これを認知できずに解析される。したがって、解析結果の信頼性に疑義を持たれることもあった。
【００４１】
［２］：現在のＸ線診断装置では、ＥＤ及びＥＳの心輪郭を得るための画像として１カットの動画像から選んだ２枚の画像の内、いずれかを予め静止画像として選択保存しておき、その静止画像と動画像の中から直接選択した画像を用いて心輪郭を得ることが可能である。ところが、静止画像として保存する際、画像サイズが変換されてしまう場合があり、ＥＤ、ＥＳ心輪郭作成に用いようとする画像サイズが異なる場合が生じる。したがって、図１５及び図１６で示すようなデータフォーマットの心輪郭データの座標対応がずれてしまうので、解析ができず、同じ画像サイズの心輪郭データを選び直さなければならないという問題点がある。
【００４２】
［３］：さらに、前述した従来のセンターライン法では、ＥＤ心輪郭直角線作成部１１により実施されるステップ（２）の段階で、心輪郭を予め滑らかにする処理が行われるが、これに関して以下の問題がある。
【００４３】
［３ａ］：心輪郭データにスムージングをかける際、フィルタサイズが適当でないと、スムージングの程度が弱すぎて図２０に示すような枝を取り去ることができなかったり、反対にスムージングの程度が強すぎて輪郭の元の形状を壊してしまうことがあるが、そのフィルタサイズの決定について従来では何等提案されたものが無い。必然的に、予めフィルタサイズを適宜に決めておくことになるが、その場合、患者の個人差などに因って、必ずしも適宜なフィルタリングがなされるという保証は無い。
【００４４】
［３ｂ］：前述した特許文献２に記載の発明に示すようなハードウェア構成及び手法でスムージングを行うには、専用ハードウェアが必要になり、システムが複雑になり、高価にもなる。
【００４５】
［４］：従来のセンターライン法では、収縮線作成部１３により実施されるステップ（４）の段階で、センターラインのスムージングに関して上記［３｝と同様の問題がある。
【００４６】
［５］：従来のセンターライン法におけるステップ（４）の段階で、センターラインＣＬ上の等分点ＥＰｎ＋１から収縮線ＣＴｎ＋１をＥＤ心輪郭へ向かって引く際、図２２に示す如く、ＥＤ心輪郭が局所的に内側にへこんでいたり、或いは、図２３に示す如く、ＥＤ心輪郭とＥＳ心輪郭の重ね合わせた時に局所的にＥＤ心輪郭がＥＳ心輪郭内部に入り込んでいた場合、収縮線ＣＴｎ＋１が一つ前の等分点ＥＰｎから引かれた収縮線ＣＴｎと交差する可能性がある。交差した場合、当然にセンターライン法の原則に反する部分を有したまま解析され、精度の高い解析結果は期待できない。
【００４７】
［６］：センターライン法の解析結果を使う心機能診断では、近年、正常な心臓の収縮に比べて収縮が小さく、冠状動脈の疾患による梗塞の可能性がある（即ち異常である）部分が、心臓のどの領域に、どの程度の広さで、またどの程度の異常さで存在するかということを一目で知りたいという要請が強いが、従来技術に示す解析結果は、異常領域の位置、広さ、その異常さを明確に示しているとは言えない。
【００４８】
この発明は、上述した従来技術の問題に鑑みてなされたもので、とくに、センターライン法に拠る心機能の解析において、異常部位が心臓のどの領域に、どの程度の広さで、且つ、どの程度の異常さで存在するかということを一目瞭然で分かるように解析結果を提供することを、その目的とする。
【００４９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成させるため、この発明に係る心機能解析用画像診断装置は、被検者の心臓の心室画像から作成された拡張末期心輪郭及び収縮末期心輪郭を同一画面上で重ね合わせる手段と、前記拡張末期心輪郭上の等分点の夫々から当該拡張末期心輪郭に直交し且つ前記収縮末期心輪郭まで直角線を引く手段と、前記直角線の夫々の中点を通るセンターラインを求める手段と、前記センターライン上の等分点の夫々にて当該等分点を通って前記両心輪郭間に当該センターラインと直交する複数の収縮線を引く手段と、前記複数の収縮線の各々の線長に基づいて心臓の局所的運動状況を提示する手段とを有するセンターライン法に拠る心機能解析用画像診断装置であり、前記局所的運動状況を提示する手段は、前記収縮線に関する値を前記心輪郭の予め複数に分割された領域毎に定量的に表示するように構成したことを特徴とする。
【００５０】
例えば、前記局所的運動状況を提示する手段は、所定数の前記収縮線が引かれた前記心輪郭を当該収縮線の本数に応じて前記複数の領域に分割するように構成できる。
【００５１】
また、好適な一例として、前記局所的運動状況を提示する手段は、前記収縮線の線長に基づいて求めた収縮率と正常例平均の収縮率との差分を正常例平均の収縮率の標準偏差で正規化した値を演算し、前記心輪郭の予め複数に分割された領域毎の前記演算値の平均値と前記演算値が所定値以下となる前記領域毎の収縮線の本数とを演算するように構成できる。
【００５２】
また例えば、前記局所的運動状況を提示する手段は、前記演算された平均値及び本数を前記領域毎に識別した状態で表示するように構成できる。
【００５３】
また、この発明に係る心機能解析方法によれば、被検者の心臓の心室画像から作成された拡張末期心輪郭及び収縮末期心輪郭を重ね合わせ、前記拡張末期心輪郭上の等分点の夫々から当該拡張末期心輪郭に直交し且つ前記収縮末期心輪郭まで直角線を引き、前記直角線の夫々の中点を通るセンターラインを求め、前記センターライン上の等分点の夫々にて当該等分点を通って前記両心輪郭間に当該センターラインと直交する複数の収縮線を引き、前記複数の収縮線の各々の線長に基づいて心臓の局所的運動状況を提示するセンターライン法に拠る心機能解析方法であり、前記局所的運動状況の情報を提示する際に、前記収縮線に関する値を前記心輪郭の予め複数に分割された領域毎に定量的に表示する。
【００５４】
【作用】
本発明に係る心機能解析用画像診断装置及び心機能解析方法によれば、センターライン法に拠る心機能解析において、局所的運動状況を提示する際、収縮線に関する値が心輪郭の予め複数に分割された領域毎に定量的に表示される。この定量表示の一環として、例えば、収縮線の線長に基づいて求めた収縮率と正常例平均の収縮率との差分を正常例平均の収縮率の標準偏差で正規化した値が、心輪郭の複数領域それぞれについて演算される。この心輪郭の複数領域は、所定数（例えば１００本）の収縮線が引かれた心輪郭を、例えば収縮線の本数に応じて複数の領域に分割したものである。演算された差分の正規化値からその値の領域毎の平均値と、かかる正規化値が所定値（例えば、−２）以下となる収縮線の領域毎の本数が演算される。例えば、この平均値と本数は領域毎に識別可能な状態で表示される。
【００５５】
【実施例】
以下、この発明の実施例を図面を参照しながら説明する。以下の実施例は、センターライン法を適用して心機能解析を行うことができる、独立した画像診断装置について実施したものであるが、種々の医用モダリティに一体に組み込んで実施することもできる。なお、前述した従来の画像診断装置（図１３及び図１４記載のもの）の構成要素と同じものには同一符号を用いて、その説明を省略又は簡略化する。
【００５６】
（第１実施例）
第１実施例を図２４に基づき説明する。
【００５７】
この第１実施例に係る画像診断装置は図２４に示すように、心輪郭データ格納ユニット１、正常例データ格納ユニット２、患者・検査・画像処理情報格納ユニット１６、情報チェックユニット１７、センターライン法解析ユニット３、及びグラフィックメモリ４を有する。これらのユニット及びメモリは制御バス７を経由してメインのＣＰＵ（中央演算装置）８に接続され、ＣＰＵ８の制御下に置かれている。グラフィックメモリ４の読出し側はＤ／Ａ変換器５を介してモニタ６に接続されている。
【００５８】
心輪郭データ格納ユニット１はＥＤ心輪郭データ及びＥＳ心輪郭データを格納しており、これらのデータがＣＰＵ８の指示によりセンターライン法解析ユニット３に入力される。心輪郭データは例えば従来技術に示したものと同じく、心輪郭上の点座標（Ｘ，Ｙ）の連続したもの（図１５参照）に、心臓の大動脈弁両端の位置座標及び長軸両端の位置座標（図１６参照）がつけ加えられたものである。また正常例データ格納ユニット２は正常な心臓の収縮（正常例）に関するデータを格納しており、このデータがＣＰＵ８の指示によりセンターライン法解析ユニット３に入力される。
【００５９】
患者・検査・画像処理情報格納ユニット１６は、ＣＰＵ８の制御の元、各心輪郭作成に用いた心室画像の患者情報、検査情報及び画像処理情報（付随情報という）を情報チェックユニット１７に供給するようになっている。患者情報、検査情報及び画像処理情報の項目としては例えば図２５に示すものである。但し、チェックされる情報は、これら項目のいずれかのみであっても良いし、これら項目に他の項目が追加されてもかまわない。
【００６０】
情報チェックユニット１７では、入力された各心輪郭に関する患者情報、検査情報、画像処理情報の各項目が突き合わされてチェックされる。そして、突き合わせた各項目が全て一致した場合、両心輪郭が同一の患者、同一の検査、同一の画像処理で得られたものであると判断し、両心輪郭データ及び正常例データをセンターライン法解析ユニット３に送る。
【００６１】
センターライン法解析ユニット３では、前述したと同様のセンターライン法解析が行われる。その解析結果はグラフィックメモリ４に描画された後、Ｄ／Ａ変換器５にてＤ／Ａ変換され、モニタ６に表示される。
【００６２】
これに対し、情報チェックユニット１７で付随情報の一部に一致しない事項があると判断された場合、その旨、モニタ６に表示し、オペレータの指示を仰ぐことになる。
【００６３】
このように、心輪郭作成に用いた心室画像の患者情報、検査情報及び画像処理情報などの付随情報を心輪郭データに付加した状態で取り込み、定量解析に入る前に拡張末期心輪郭及び収縮末期心輪郭が、同一患者及び同一検査から得られたものであるかを確認する。これにより、例えば誤操作などに因り、別患者同士のＥＤ心輪郭及びＥＳ心輪郭を取り込んだまま解析されるという事態を未然に防止できるから、信頼性の高い心機能解析・診断を行うことができるとともに、オペレータの操作上の負担も軽減される。
【００６４】
（第２実施例）
第２実施例を図２６に基づき説明する。
【００６５】
この第２実施例に係る画像診断装置は図２６に示すように、心輪郭データ格納ユニット１、正常例データ格納ユニット２、画像サイズ格納ユニット１８、画像サイズチェックユニット１９、心輪郭データ変換ユニット２０、センターライン法解析ユニット３、及びグラフィックメモリ４を有する。これらのユニット及びメモリは制御バス７を経由してメインのＣＰＵ８に接続され、ＣＰＵ８の制御下に置かれている。グラフィックメモリ４の読出し側はＤ／Ａ変換器５を介してモニタ６に接続されている。
【００６６】
この内、心輪郭データ格納ユニット１は上述した第１実施例と同一に構成されているが、ユニット１から読み出されたデータは、心輪郭データ変換ユニット２０に送られる。心輪郭データのフォーマットも第１実施例と同一である。
【００６７】
画像サイズ格納ユニット１８は、各心輪郭作成に用いた心室画像の画像サイズの情報を事前に格納しており、ＣＰＵ８からの指令に応答して、その画像サイズ情報を次段の画像サイズチェックユニット１９に送るようになっている。
【００６８】
画像サイズチェックユニット１９は、入力した各心輪郭に関する画像サイズを判別し、その判別結果を次段の心輪郭データ変換ユニット２０に送る。この心輪郭データ変換ユニット２０では、判別された画像サイズに応じて、心輪郭ＲＯＩデータが固定された画像サイズ用にデータ変換される。
【００６９】
変換された心輪郭データは、センターライン法解析ユニット３に送られ、センターライン法解析が行われる。解析結果はグラフィックメモリ４に描画された後、Ｄ／Ａ変換され、モニタ６に表示される。
【００７０】
このため、画像サイズチェックユニット１９では、例えば、ＥＤ心輪郭ＲＯＩの元の画像サイズは５１２２、ＥＳ心輪郭ＲＯＩの元の画像サイズは１０２４２であると判別される。これにより、心輪郭データ変換ユニット２０では、例えば両心輪郭ＲＯＩデータの元の画像サイズが共に１０２４２となるように変換される。即ち、ＥＤ像心輪郭データのみ、内部のＸ，Ｙ座標データが全て２倍される。
【００７１】
このように、心輪郭作成に用いた心室画像の画像サイズを付随情報として付加した心輪郭データを取り込み、解析を行う前に、付随情報から画像サイズを認識し、両心輪郭データを同一画像サイズの心輪郭になるようデータ変換している。この結果、両心輪郭を得るときの元の画像の画像サイズが異なっていても、自動的に画像サイズが一致し、解析を正しく行うことができる。
【００７２】
（第３実施例）
第３実施例を図２７及び図２８に基づき説明する。
【００７３】
この第３実施例に係る画像診断装置は図２７に示すように、心輪郭データ格納ユニット１、正常例データ格納ユニット２、センターライン法解析ユニット２１、及びグラフィックメモリ４を有する。これらのユニット及びメモリは制御バス７を経由してメインのＣＰＵ８に接続され、ＣＰＵ８の制御下に置かれている。グラフィックメモリ４の読出し側はＤ／Ａ変換器５を介してモニタ６に接続されている。この内、センターライン法解析ユニット２１を除く構成要素は、前記各実施例及び従来例（図１３）と同等である。
【００７４】
センターライン法解析ユニット２１は図２８に示すように、イメージメモリ９、ＥＤ／ＥＳ心輪郭重ね合わせ部１０、ＥＤ心輪郭直角線作成部２２、センターライン作成部１２、収縮線作成部１３、収縮率解析部１４、及び解析結果グラフ作成部１５を備えている。この内、ＥＤ心輪郭直角線作成部２２を除く各部は、前記各実施例及び従来例（図１４）と同等である。
【００７５】
この実施例におけるＥＤ心輪郭直角線作成部２２は前述したものに比べて、ＥＤ／ＥＳ両心輪郭データのスムージングの手法を異にしている。具体的には、心輪郭データに含まれる長軸ＬＡの両端の位置座標をＡ（ａ１，ａ２）、Ｂ（ｂ１，ｂ２）とすると（図１６参照）、長軸ＬＡの長さＬＡＢは、
【数５】
となる。これを用いて、スムージングのフィルタサイズβを、
【数６】
β＝γ×（ＬＡＢ／δ）
に決める。この式により、長軸長さＬＡＢ＝δのとき、フィルタサイズ＝γになるように設定される。ここでγ＝５、δ＝２５６とすると、ＬＡＢ＝５１２の時、β＝１０となる。
【００７６】
そして、心輪郭ＲＯＩデータ内の各点において、各点を中央とするβ個の点のＸ，Ｙ座標毎の単純平滑化を行うようにする。
【００７７】
ＥＤ心輪郭上の等分点ＥＱ（図２参照）から、ＥＤ心輪郭に直交しＥＳ心輪郭まで直線を引く段階で、心輪郭を滑らかにする処理を行う。この際、上述したように、心輪郭の長軸ＬＡの長さに比例したフィルタサイズを適用したスムージングを行うことで、輪郭の大きさを考慮した最適なスムージングを実施できる。その結果、スムージングが弱すぎて輪郭の枝が取りきれず、滑らかなＥＤ心輪郭が得られなかったり、スムージングが強すぎて元の形状が崩れてしまうという事態を回避でき、より精度の高い心機能解析が可能になる。
【００７８】
（第４実施例）
第４実施例を図２９〜図３６に基づき説明する。
【００７９】
この第４実施例に係る画像診断装置は図２９に示すように、心輪郭データ格納ユニット１、正常例データ格納ユニット２、センターライン法解析ユニット２３、及びグラフィックメモリ４を有する。これらのユニット及びメモリは制御バス７を経由してメインのＣＰＵ８に接続され、ＣＰＵ８の制御下に置かれている。グラフィックメモリ４の読出し側はＤ／Ａ変換器５を介してモニタ６に接続されている。この内、センターライン法解析ユニット２３を除く構成要素は、前記各実施例及び従来例（図１３）と同等である。
【００８０】
センターライン法解析ユニット２３は図３０に示すように、イメージメモリ９、ＥＤ／ＥＳ心輪郭重ね合わせ部１０、ＥＤ心輪郭直角線作成部２４、センターライン作成部１２、収縮線作成部１３、収縮率解析部１４、及び解析結果グラフ作成部１５を備えている。この内、ＥＤ心輪郭直角線作成部２４を除く各部は、前記各実施例及び従来例（図１４）と同等である。
【００８１】
ＥＤ心輪郭直角線作成部２４の処理について説明する。
【００８２】
まず、ＥＤ心輪郭データを用いて、ＥＤ心輪郭に対応するフラグデータ、或いはＥＤ心輪郭及びその内部を塗りつぶしたフラグデータをイメージメモリ９に描画する。
【００８３】
次いで、ＥＤ心輪郭のフラグを以下のステップ（ａ）〜（ｆ）でサーチすると共に、方向データ列を作成する。
【００８４】
（ａ）：最初に、注目点を中心とする８方向を図１７に示す数値データとして定義する。
【００８５】
（ｂ）：大動脈弁部一端の位置を方向データ作成開始位置、他端の位置を方向データ作成終了位置とする。
【００８６】
（ｃ）：１つ前の注目点のある方向を除く７方向をサーチする。
【００８７】
（ｄ）：７方向をサーチする順序は右回りとする。また、注目点における最初のサーチ方向は、１つ前の注目点のある方向から、右回りに１方向ずれた方向とする。図３１、図３２にその例を示す。図３１、図３２上の丸数字１〜７は、サーチする方向の順序を示している。
【００８８】
（ｅ）：前述した図２０に示すような枝に出会った場合、上記ステップ（ｄ）の処理時に７方向をサーチしてもフラグが見つからなくなる。その場合は、その時点の注目点に対応するフラグをイメージメモリ９から消去し、更に注目点を１つ前に戻し、サーチをやり直す。これにより、枝のない滑らかな輪郭として認識できる。図２０のような輪郭は結局、図３３のような滑らかな輪郭として認識される。
【００８９】
（ｆ）：方向データ作成開始位置における最初のサーチ方向は、以下の（ｆ１）及び（ｆ２）の２種類の手法のいずれかにより求める。
【００９０】
（ｆ１）：このサーチ方向の決定手法は請求項５記載の発明に対応する。
【００９１】
大動脈弁両端の位置座標を用いて以下の方法で求める。例えば大動脈弁両端位置座標をＡ（ａ１，ａ２）、Ｂ（ｂ１，ｂ２）、サーチ開始位置をＡとすると（図３４参照）、図３４にて示される角度θは、
【数７】
とすると、
【数８】
となる。ここで、θの値によって、最初のサーチ方向を例えば以下のように定義させる。尚、方向は、図１７に示す数値データで示す。
【００９２】
【数９】
この例は、大動脈弁断面の方向から−π／２ずらした方向になる。
【００９３】
（ｆ２）：このサーチ方向の決定手法は請求項６記載の発明に対応する。
【００９４】
方向データ作成開始位置の回り８点のフラグデータ分布から最初のサーチ方向を求める。
【００９５】
即ち、方向０〜７に関して、フラグの存在しない方向を探し、その方向が隣合う複数の方向の場合は、右回りにみてフラグが存在する方向から存在しない方向へ変化した直後の方向を最初のサーチ方向とする。フラグの存在しない方向が１方向のみの場合はその方向を最初のサーチ方向とする。
【００９６】
図３５、図３６に例を示す。注目点を中心とする８方向を図１７に示す数値データとして定義すると、最初のサーチ方向は図３５の場合「７」の方向、図３６の場合「０」の方向となる。尚、この方法はＥＤ心輪郭及びその内部を塗りつぶしたフラグデータを使用する場合に限って有効である。
【００９７】
以上により、枝のとれた方向データ列が作成される。
【００９８】
この方向データ列を用いて、ＥＤ心輪郭の長さ、等分点、等分点における直角ベクトルを求める。この求め方は従来技術と同じでよい。
【００９９】
次に、ＥＳ心輪郭に対応するフラグデータをイメージメモリ９に描画し、上記ＥＤ心輪郭の等分点から上記垂直ベクトルの方向にＥＳ心輪郭のフラグが見つかるまでサーチを行う。その際、従来技術で示した（２ａ）〜（２ｃ）の措置を行う。
【０１００】
以上がＥＤ心輪郭直角線作成部２４の処理である。
【０１０１】
このように、ＥＤ心輪郭上の等分点から、ＥＤ心輪郭に直交しＥＳ心輪郭まで直線を引く段階で、ＥＤ心輪郭或いはＥＤ心輪郭及びその内部を塗りつぶしたフラグデータをメモリ上に作成し、輪郭の枝部分を取り除きながら心輪郭の方向データ列を作成することにより、滑らかな心輪郭形状を認識できる。つまり、心輪郭にスムージングをかける際、スムージングが強すぎてＥＤ心輪郭の元の形状を壊してしまうといった不具合がなくなるし、スムージングが弱すぎて枝部分を除去できないという不具合も解消される。スムージングを行うための専用ハードウェアがなくとも滑らかなＥＤ心輪郭を得ることができ、システム全体が簡素化される。
【０１０２】
（第５実施例）
第５実施例を図３７〜図３９に基づき説明する。
【０１０３】
この第５実施例に係る画像診断装置は図３７に示すように、心輪郭データ格納ユニット１、正常例データ格納ユニット２、センターライン法解析ユニット２５、及びグラフィックメモリ４を有する。これらのユニット及びメモリは制御バス７を経由してメインのＣＰＵ８に接続され、ＣＰＵ８の制御下に置かれている。グラフィックメモリ４の読出し側はＤ／Ａ変換器５を介してモニタ６に接続されている。この内、センターライン法解析ユニット２５を除く構成要素は、前記各実施例及び従来例（図１３）と同等である。
【０１０４】
センターライン法解析ユニット２５は図３８に示すように、イメージメモリ９、ＥＤ／ＥＳ心輪郭重ね合わせ部１０、ＥＤ心輪郭直角線作成部１１、センターライン作成部１２、収縮線作成部２６、収縮率解析部１４、及び解析結果グラフ作成部１５を備えている。この内、収縮線作成部２６を除く各部は、前記各実施例及び従来例（図１４）と同等である。
【０１０５】
収縮線作成部２６は以下のようにセンターラインＣＬをスムージングする。
【０１０６】
図３９に示すように、センターラインＣＬの両端点をＡ、Ｂ、線分ＡＢと心輪郭長軸ＬＡとの交点をＣ（ｃ１，ｃ２）、センターラインＣＬと心輪郭長軸ＬＡとの交点をＤ（ｄ１，ｄ２）とする。
【０１０７】
線分ＣＤの長さＬＣＤは、
【数１０】
となる。これを用いて、フィルタサイズβ′を、
【数１１】
β′＝γ′×（ＬＣＤ／δ′）
とする。この式から、線分ＣＤの長さＬＣＤがδ′のときフィルタサイズがγ′になるように設定される。ここでγ′＝５、δ′＝２５６とすると、ＬＣＤ＝５１２の時、β′＝１０となる。
【０１０８】
そして、センターラインＲＯＩデータ内の各点において、各点を中央とするβ′個の点のＸ，Ｙ座標毎の単純平滑化を行う。
【０１０９】
センターラインＣＬ上の等分点ＥＰから両心輪郭間にセンターラインと直交するように収縮線ＣＴを引く段階で、センターラインを滑らかにする処理が行われる。この際、センターラインＣＬの端点Ａ，Ｂを結ぶ線分と心輪郭長軸ＬＡとの交点Ｃと、センターラインＣＬと心輪郭長軸ＬＡとの交点Ｄとを結ぶ線分の長さに比例したフィルタサイズのスムージングがなされる。これにより、センターラインＣＬの大きさを考慮した最適なスムージングができるため、スムージングが強すぎてセンターラインＣＬの元の形状を壊してしまったり、スムージングが弱すぎて枝などを除去できないといった不具合が解消される。
【０１１０】
（第６実施例）
第６実施例を図４０，図４１に基づき説明する。
【０１１１】
この第６実施例に係る画像診断装置は図４０に示すように、心輪郭データ格納ユニット１、正常例データ格納ユニット２、センターライン法解析ユニット２７、及びグラフィックメモリ４を有する。これらのユニット及びメモリは制御バス７を経由してメインのＣＰＵ８に接続され、ＣＰＵ８の制御下に置かれている。グラフィックメモリ４の読出し側はＤ／Ａ変換器５を介してモニタ６に接続されている。この内、センターライン法解析ユニット２７を除く構成要素は、前記各実施例及び従来例（図１３）と同等である。
【０１１２】
センターライン法解析ユニット２７は図４１に示すように、イメージメモリ９、ＥＤ／ＥＳ心輪郭重ね合わせ部１０、ＥＤ心輪郭直角線作成部１１、センターライン作成部１２、収縮線作成部２８、収縮率解析部１４、及び解析結果グラフ作成部１５を備えている。この内、収縮線作成部２８を除く各部は、前記各実施例及び従来例（図１４）と同等である。
【０１１３】
収縮線作成部２８は、第４実施例におけるＥＤ心輪郭直角線作成部２４における処理内容をそのまま用いて、収縮線ＣＴを作成する。
【０１１４】
つまり、センターラインＣＬ上の等分点から両心輪郭間にセンターラインと直交するように収縮線ＣＴを引く段階で、センターラインＣＬに対応するフラグデータをメモリ上に作成し、センターラインＣＬの枝部分を取り除きながらセンターラインの方向データ列を作成する。これにより、滑らかなセンターライン形状を認識でき、スムージングを行うための専用ハードウェアがなくとも滑らかなセンターラインを得ることができる。
【０１１５】
（第７実施例）
第７実施例を図４２〜図４５に基づき説明する。この実施例は、請求項１及び２に記載の発明に対応する。
【０１１６】
この第７実施例に係る画像診断装置は図４２に示すように、心輪郭データ格納ユニット１、正常例データ格納ユニット２、センターライン法解析ユニット２９、及びグラフィックメモリ４を有する。これらのユニット及びメモリは制御バス７を経由してメインのＣＰＵ８に接続され、ＣＰＵ８の制御下に置かれている。グラフィックメモリ４の読出し側はＤ／Ａ変換器５を介してモニタ６に接続されている。この内、センターライン法解析ユニット２９を除く構成要素は、前記各実施例及び従来例（図１３）と同等である。
【０１１７】
センターライン法解析ユニット２９は図４３に示すように、イメージメモリ９、ＥＤ／ＥＳ心輪郭重ね合わせ部１０、ＥＤ心輪郭直角線作成部１１、センターライン作成部１２、収縮線作成部３０、収縮率解析部１４、及び解析結果グラフ作成部１５を備えている。この内、収縮線作成部３０を除く各部は、前記各実施例及び従来例（図１４）と同等である。
【０１１８】
収縮線作成部３０は、前述した図１４記載の収縮線作成部１３で実施される処理に、以下の処理をつけ加えた状態で作動する。
【０１１９】
具体的にはまず、収縮線作成部３０は、センターラインＣＬの等分点ＥＰｎ＋１からＥＤ心輪郭方向に引いた収縮線ＣＴｎ＋１が１つ前の等分点ＥＰｎで引かれた収縮線ＣＴｎと交差するか否か判断する。いま、図４４や図４５に示す収縮線ＣＴｎ＋１、ＣＴｎの状態となり、両線が交差すると判断した場合、１つ前に引かれた収縮線ＣＴｎのＥＤ心輪郭との交点ｈとセンターラインＣＬ上で現在収縮線を引こうとしている点ＥＰｎ＋１とを線分で結び、更にその線分をＥＳ心輪郭に交わるまで引き延ばし、その線分ＣＴｎ＋１ ＊を収縮線と見做す。
【０１２０】
この処理を付加することにより、前述した図２２及び図２３の場合のように、ＥＤ心輪郭が局所的に内側にへこんでいる場合やＥＤ心輪郭が局所的にＥＳ心輪郭内部に入り込んでいる場合でも、収縮線同士が交差することもなく、収縮線の物理的意味に合致した、より精度の高い収縮線を引くことができる。したがって、収縮率も高精度に演算され、心機能解析の信頼性も向上する。当然に、収縮線作成部３０では、直角線ＰＥ同士の交差なども判断され、処置される。
【０１２１】
（第８実施例）
第８実施例を図４６〜図５０に基づき説明する。この実施例は、請求項１〜５に記載の発明に対応する。
【０１２２】
この第８実施例に係る画像診断装置は図４６に示すように、心輪郭データ格納ユニット１、正常例データ格納ユニット２、センターライン法解析ユニット３１、及びグラフィックメモリ４を有する。これらのユニット及びメモリは制御バス７を経由してメインのＣＰＵ８に接続され、ＣＰＵ８の制御下に置かれている。グラフィックメモリ４の読出し側はＤ／Ａ変換器５を介してモニタ６に接続されている。この内、センターライン法解析ユニット３１を除く構成要素は、前記各実施例及び従来例（図１３）と同等である。
【０１２３】
センターライン法解析ユニット３１は図４７に示すように、イメージメモリ９、ＥＤ／ＥＳ心輪郭重ね合わせ部１０、ＥＤ心輪郭直角線作成部１１、センターライン作成部１２、収縮線作成部１３、収縮率解析部１４、及び解析結果グラフ作成部３２を備えている。この内、解析結果グラフ部３２を除く各部は、前記各実施例及び従来例（図１４）と同等である。
【０１２４】
解析結果グラフ作成部３２は、前述した図１４記載の解析結果グラフ作成部１５で実施される処理に、以下の処理をつけ加えた状態で作動する。
【０１２５】
その付け加える処理を、以下のステップ（８ａ）〜（８ｃ）に示す。
【０１２６】
（８ａ）：１００本の収縮線に沿って、１〜１６本目の収縮線の存在する領域、１７〜３２本目の収縮線の存在する領域、３３〜４８本目の収縮線の存在する領域、４９〜６４本目の収縮線の存在する領域、６５〜８０本目の収縮線の存在する領域、８１〜１００本目の収縮線の存在する領域というように、６つの領域に分割する（図４８参照）。
【０１２７】
（８ｂ）：各分割領域毎で図１２における値（求めた収縮率と正常例平均の収縮率との差分を正常例平均の標準偏差で正規化した値）が−２以下となる収縮線の本数及び各分割領域毎の前記値の平均値を計算する。
【０１２８】
（８ｃ）：上記計算値を、分割領域毎の表として、グラフィックメモリ４へ描画する。
【０１２９】
これにより、図１２の解析結果に対応して、さらに、分割領域毎の前記値が−２以下となる収縮線の本数の表（図４９参照）がモニタ６に表示されるとともに、分割領域毎の前記値の平均値の表（図５０参照）がモニタ６に表示される。
【０１３０】
上記の分割の仕方（１〜１６、１７〜３２、３３〜４８、４９〜６４、６５〜８０、８１〜１００）は、心室を医学的部位に沿って分けた場合である。それぞれ医学的部位の名称である、ａｎｔｅｒｏｂａｓａｌ ｒｅｇｉｏｎ、ａｎｔｅｒｏｌａｔｅｒａｌ ｒｅｇｉｏｎ、ａｐｉｃａｌ ｒｅｇｉｏｎ、ｄｉａｐｈｒａｇｍａｔｉｃ ｒｅｇｉｏｎ、ｐｏｓｔｅｒｏｂａｓａｌ ｒｅｇｉｏｎ、ｍｉｔｒａｌ ｖａｌｖｅに対応させている。尚、この分割数或いは分割する際の収縮線の対応づけ方は上記に限定されるものではなく、それ以外の方式でもよい。
【０１３１】
このように、従来の如く単に図１１、図１２の曲線で表示するのみならず、正常な心臓の収縮に比べて収縮が小さく、冠状動脈の疾患に因る梗塞の可能性のある領域が心臓のどの領域に、どの位の広さで存在し、しかもどの程度の異常さであるかを数値で定量的に且つ明確に表示することができる。したがって、術者の診断上の負担を軽減し、診断の容易化を図ることができる。
【０１３２】
なお、上記各実施例は請求項記載の発明に個別に対応させた状態で実施するとしたが、複数の請求項に係る発明を同時に実施する（例えば第１実施例と第２実施例を組み合わせて実施するなど、上記各実施例を必要に応じて適宜組み合わせて実施する）としてもよい。
【０１３３】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明の心機能解析用画像診断装置及び心機能解析方法によれば、センターライン法に拠る心機能解析において、異常部位が心臓のどの領域に、どの程度の広さで、どの程度の異常さで存在するかということを一目で分かるようになり、術者の負担を軽減できるとともに、解析上有益な情報を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】センターライン法におけるＥＳ心輪郭及びＥＤ心輪郭の重ね合わせを説明する図。
【図２】ＥＤ心輪郭上の等分点の決定及び直角線の引き方を示す図。
【図３】直角線がＥＳ心輪郭の大動脈弁部に達する場合を説明する図。
【図４】直角線がＥＳ心輪郭に達しない場合の処理を説明する図。
【図５】直角線同士が交差する場合の処理を説明する図。
【図６】直角線がＥＤ心輪郭の長軸と交差する場合の処理を説明する図。
【図７】直角線の夫々の中点の決定及びセンターラインの引き方を示す図。
【図８】センターライン上の等分点の決定及び収縮線の引き方を示す図。
【図９】収縮線の夫々に対するＣＨＯＲＤ ＮＯ．の付与を説明する図。
【図１０】収縮線の線長の測定及びその正規化を説明する図。
【図１１】ＣＨＯＲＤ ＮＯ．を横軸、収縮率を縦軸にとって心室壁の運状状況を示すグラフ。
【図１２】心機能曲線と正常例平均曲線との差分を標準偏差で正規化した値のグラフ。
【図１３】センターライン法を実施する従来の画像診断装置のブロック図。
【図１４】センターライン法解析ユニットのブロック図。
【図１５】心輪郭の点座標を説明する図。
【図１６】大動脈弁両端の位置座標及び長軸両端の位置座標を説明する図。
【図１７】ＥＤ心輪郭のサーチにおける注目点を中心とする８方向の説明図。
【図１８】ＥＤ心輪郭の一例を画素の連続として示す図。
【図１９】注目点を中心とする８方向に輪郭を接続する場合の輪郭の単位長さを説明する図。
【図２０】心輪郭における枝（突起など）を画素で示す図。
【図２１】直角線の中点座標を連続させたＲＯＩデータとして得られるセンターラインを示す図。
【図２２】従来技術の問題点の一つである、収縮線同士の交差の一例を説明する図。
【図２３】従来技術の問題点の一つである、収縮線同士の交差の他の例を説明する図。
【図２４】この発明の第１実施例に係る画像診断装置のシステムブロック図。
【図２５】付随情報を項目別に分類して示す図。
【図２６】この発明の第２実施例に係る画像診断装置のシステムブロック図。
【図２７】この発明の第３実施例に係る画像診断装置のシステムブロック図。
【図２８】第３実施例のセンターライン法解析ユニットのブロック図。
【図２９】この発明の第４実施例に係る画像診断装置のシステムブロック図。
【図３０】第４実施例のセンターライン法解析ユニットのブロック図。
【図３１】サーチ方向を説明する図。
【図３２】サーチ方向を説明する図。
【図３３】画素列で形成された輪郭の一部と枝の消去を説明する図。
【図３４】サーチ開始位置を説明する図。
【図３５】最初のサーチ方向の決め方を示す図。
【図３６】最初のサーチ方向の決め方を示す図。
【図３７】この発明の第５実施例に係る画像診断装置のシステムブロック図。
【図３８】第５実施例のセンターライン法解析ユニットのブロック図。
【図３９】フィルタサイズを決めるための長軸上の線分を説明する図。
【図４０】この発明の第６実施例に係る画像診断装置のシステムブロック図。
【図４１】第６実施例のセンターライン法解析ユニットのブロック図。
【図４２】この発明の第７実施例に係る画像診断装置のシステムブロック図。
【図４３】第７実施例のセンターライン法解析ユニットのブロック図。
【図４４】収縮線同士の交差を排除する一例を示す図。
【図４５】収縮線同士の交差を排除する他の例を示す図。
【図４６】この発明の第８実施例に係る画像診断装置のシステムブロック図。
【図４７】第８実施例のセンターライン法解析ユニットのブロック図。
【図４８】収縮線を分けることによる心輪郭の領域分割を説明する図。
【図４９】分割領域毎の解析の一例を示す表図。
【図５０】分割領域毎の解析の他の例を示す表図。
【符号の説明】
１ 心輪郭データ格納ユニット
２ 正常例データ格納ユニット
３ センターライン法解析ユニット
４ グラフィックメモリ
５ Ｄ／Ａ変換器
６ モニタ
７ バス
８ ＣＰＵ
９ イメージメモリ
１０ ＥＤ／ＥＳ心輪郭重ね合わせ部
１１ ＥＤ心輪郭直角線作成部
１２ センターライン作成部
１３ 収縮線作成部
１４ 収縮率解析部
１５ 解析結果グラフ作成部
１６ 患者・検査・画像処理情報格納ユニット
１７ 情報チェックユニット
１８ 画像サイズ格納ユニット
１９ 画像サイズチェックユニット
２０ 心輪郭データ変換ユニット
２１ センターライン法解析ユニット
２２ ＥＤ心輪郭直角線作成部
２３ センターライン法解析ユニット
２４ ＥＤ心輪郭直角線作成部
２５ センターライン法解析ユニット
２６ 収縮線作成部
２７ センターライン法解析ユニット
２８ 収縮線作成部
２９ センターライン法解析ユニット
３０ 収縮線作成部
３１ センターライン法解析ユニット
３２ 解析結果グラフ作成部
【産業上の利用分野】
この発明は、心輪郭像の解析を行う心機能解析用画像診断装置及び心機能解析方法に係り、とくに心室壁の局所的運動状態を定量的に解析可能な手法の一つであるセンターライン法を採用した心機能解析用画像診断装置及び心機能解析方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、心室壁の局所的運動状況を調べて心機能を診断するには、各種の機能状態で撮影された心臓画像を比較観察するという定性的手法により行われていた。しかし、この比較観察の手法には主観的要素が多く介在するので、この主観的要素を排除する目的で各種の定量的解析法が提案されている。この定量的解析法の一つとして、特許文献１に示されているように、センターライン法がある。このセンターライン法は、臨床的に有効な結果が得られるとの評価を受けており、多用されている。
【０００３】
ここで、センターライン法に拠る具体的な解析プロセスを下記のステップ（１）〜（６）に基づいて詳述する。
【０００４】
（１）：心臓の画像から拡張末期（以下、ＥＤ：Ｅｎｄ−ｄｉｓｔｏｌｅという）及び収縮末期（以下、ＥＳ：Ｅｎｄ−ｓｙｓｔｏｌｅという）の心輪郭像を得て、両像を同一平面上で重ね合わせる（図１参照：同図において符号ＥＤはＥＤ心輪郭を、符号ＥＳはＥＳ心輪郭を夫々示す。以下の図でも同様とする）。この重ね合わせは、例えば連続的に重ね撮りされた心臓画像からＥＤ及びＥＳの心輪郭を得たり、或いは個別に撮影されたＥＤ像とＥＳ像からＥＤ及びＥＳの心輪郭を得た後、両像の大動脈弁部の中点と心尖部の頂点とを結ぶ長軸ＬＡを一致させた状態で両輪郭を同一平面上におく方法等により行われる。
【０００５】
（２）：ＥＤ心輪郭の大動脈弁部を除いた輪郭を例えば１００等分する等分点ＥＱ．．．ＥＱを決定し、ＥＤ心輪郭に直交する直線ＰＥ（以下、これを「直角線」という）を、各等分点ＥＱからＥＳ心輪郭まで引いていく（図２参照）。
【０００６】
このステップで、ＥＤ心輪郭に直角な方向を決める方法も数通りある。例えば、各等分点ＥＱとその両隣の等分点を通る円の当該等分点における接線に直角な方向を上記方向に決める方法や、各等分点ＥＱから隣接する例えば２０等分点への方向を平均した方向を上記方向に決める方法がある。
【０００７】
直角線ＰＥは、ＥＤ心輪郭の大動脈弁部の一端から多端へ例えば時計回り方向にＥＤ像を一周しながら、順次引かれる。
【０００８】
このセンターライン法では、直角線ＰＥ．．．ＰＥの夫々を心臓各部が収縮する軌跡と見做すため、直角線ＰＥは必ずＥＳ心輪郭に終着しなければならず、また直角線ＰＥ同士が交差することはその物理的意味合い上、許されない。さらに心室壁が大動脈弁に収縮することも有り得ない。これらの条件や禁止事項を守るため、次の処理（２ａ）〜（２ｃ）を施す。
【０００９】
（２ａ）：ある等分点ＥＱでの直角線ＰＥがＥＳ心輪郭の大動脈弁に達する場合（図３の点線参照）、その直角線ＰＥを引かずに次の等分点の処理に進む。
【００１０】
（２ｂ）：ｎ＋１番目の等分点ＥＱｎ＋１で引かれた直角線ＰＥｎ＋１がＥＳ心輪郭に達しない場合（図４の点線参照）及びｎ＋１番目の等分点ＥＱｎ＋１で引かれた直角線ＰＥｎ＋１が１つ前の等分点ＥＱｎで引かれた直角線ＰＥｎに交差する場合（図５参照）、共に、当該等分点ＥＱｎ＋１の１つ前の等分点ＥＱｎで引かれた直角線ＰＥｎとＥＳ心輪郭の交点ｆまで線ＰＥｎ＋１＊を引いて直角線ＰＥｎ＋１の代用とする。
【００１１】
（２ｃ）：直角線ＰＥｎがＥＤ心輪郭の長軸ＬＡと交差する場合（図６の点線参照）、この長軸ＬＡとＥＳ心輪郭との交点ｇへ向けて線ＰＥｎ＊を引いて直角線ＰＥｎの代用をさせる（既出の特許文献１（特公平５−１０１５号公報）参照）。
【００１２】
（３）：ステップ（２）で引かれた直角線ＰＥ．．．ＰＥの夫々の中点ＭＤ．．．ＭＤを決定し、それら中点ＭＤ．．．ＭＤを結ぶセンターラインＣＬを引く（図７参照）。
【００１３】
（４）：センターラインＣＬの大動脈弁部を除いた部分を１００等分する等分点ＥＰ．．．ＥＰを決定し、センターラインＣＬの各等分点ＥＰの位置でセンターラインＣＬに直交する直線ＣＴ（以下、これを「収縮線」という）を、ＥＤ心輪郭からＥＳ心輪郭まで引いていく（図８参照）。
【００１４】
このステップ（４）は、前記ステップ（２）と同様に行われる。即ち、ステップ（２）と同様の方法により、センターラインＣＬ上の直角方向を決め、センターラインＣＬの一端から他端へセンターラインＣＬを一周しながら収縮線ＣＴを引いていく。このとき、（２ａ）〜（２ｃ）と同様の処理も施される。しかし、センターラインＣＬ上の等分点ＥＰｎ＋１からＥＤ心輪郭に向かって収縮線ＣＴｎ＋１を引くときは、その収縮線ＣＴｎ＋１が１つ前の等分点ｎから引かれた収縮線ＣＴｎと交差するかどうかのチェックは行わない。その理由は、通常、収縮線の間隔は、センターラインＣＬからＥＤ心輪郭へ向かって広がるからである。
【００１５】
（５）：ステップ（４）で引かれた収縮線ＣＴ．．．ＣＴの各々に時計回り方向の番号（「ＣＨＯＲＤ ＮＯ．」という）を順番を付与するとともに（図９参照）、各収縮線ＣＴの線長を測定する。さらに、測定した各線長をＥＤ心輪郭の収縮線が引かれた部分の長さＬｏｕｔで正規化する。このときＥＤ心輪郭がＥＳ心輪郭の外側である部分に対応する場合は正、それ以外の場合は負の符号を与える。このようにして正規化したものが収縮率である（図１０参照）。
【００１６】
（６）：ステップ（５）で与えられた番号（「ＣＨＯＲＤ ＮＯ．」という）及び測定された収縮率をそれぞれ横軸、縦軸として、心室壁の局所的運動状況を示すグラフＡを作成する（図１１参照）。また最近では、このグラフＡに正常な心臓の収縮（正常例）に対する平均値Ｂ、この正常例の平均値に対する標準偏差Ｃ１、Ｃ２を重ねて表示し、これらの曲線に基づいて収縮の良い部分又は悪い部分を判断するようになっている。さらに、図１１の例では、解析すべき心機能グラフＡが前記平均値Ｂ及び標準偏差Ｃ１、Ｃ２よりも下方に位置する部分、すなわちＣＨＯＲＤ ＮＯ．１５〜５５の部分は運動が小さく、これに対し前記平均値Ｂ及び標準偏差Ｃ１、Ｃ２よりも上方に位置する部分、すなわちＣＨＯＲＤＮＯ．６５〜８５の部分は運動が大きく、これらの部分は異常部位と診断される。
【００１７】
また、図１２は前記心機能グラフＡと正常例平均Ｂとの差分を標準偏差で正規化した値ＳＤのグラフを示す図である。即ち、ｉ本目の上記値を、ＳＤｉとすると、
【数１】
【００１８】
これらの解析結果から診断に有用なデータを得ることができる。特に診断に必要な情報としては、正常な心臓の収縮に比べて収縮が小さい部分（即ち、図１２でいうならばグラフが負方向に大きく偏っている部分）が存在するかどうかということである。その部分は梗塞の可能性があり、冠状動脈の疾患の可能性を示すからである。特に冠状動脈の疾患の有無を判断する基準として、図１２における値が−２以下の領域の有無を挙げることができる。そこで、例えば、図１２における値が−１以下の収縮線の本数とその平均値、−２以下の収縮線の本数とその平均値、−３以下の収縮線の本数とその平均値を診断材料として提供することがある。
【００１９】
以上のように、センターライン法により得られる解析結果は、心臓各部の運動状況を比較観察したり、正常例のグラフと比較したりすることにより、心機能診断に有用な情報を提供することができる。
【００２０】
次に、上述したセンターライン法を単独で実施する画像診断装置の構成例を説明する。
【００２１】
かかる画像診断装置の全体のシステムブロック図を図１３に示す。この画像診断装置は同図に示すように、心輪郭データ格納ユニット１、正常例データ格納ユニット２、センターライン法解析ユニット３、及びグラフィックメモリ４を有する。これらが制御バス７を経由してメインのＣＰＵ（中央演算装置）８に接続され、ＣＰＵ８により制御されるようになっている。
【００２２】
心輪郭データ格納ユニット１からＥＤ心輪郭データ及びＥＳ心輪郭データが供給される。また、正常例データ格納ユニット２から正常な心臓の収縮（正常例）に関するデータ、即ち、正常例における各収縮線ＣＴの平均収縮率Ｌｉ（ｉ＝１〜１００）、及び各収縮線ＣＴの標準偏差ＮＳＤｉ（ｉ＝１〜１００）が供給される。心輪郭データ及び正常例データは、ＣＰＵ８の制御の元、センターライン法解析ユニット３に送られ、センターライン法に基づいた解析が行われる。この解析結果はグラフィックメモリ４に描画された後、Ｄ／Ａ変換器５にてＤ／Ａ変換され、モニタ６で表示される。
【００２３】
センターライン法解析ユニット３のシステムブロック図を図１４に示す。この解析ユニット３には同図に示すように、イメージメモリ９のほか、ＥＤ／ＥＳ心輪郭重ね合わせ部１０、ＥＤ心輪郭直角線作成部１１、センターライン作成部１２、収縮線作成部１３、収縮率解析部１４、及び解析結果グラフ作成部１５を有する。これらの各部１０〜１５は、例えばＣＰＵによるソフトウエア処理で構成されるもので、上述したステップ（１）〜（６）の処理がイメージメモリ９を用いて順に処理される。即ち、ＥＤ／ＥＳ心輪郭重ね合わせ部１０ではステップ（１）の処理が、ＥＤ心輪郭直角線作成部１１ではステップ（２）の処理が、センターライン作成部１２ではステップ（３）の処理が、収縮線作成部１３ではステップ（４）の処理が、収縮率解析部１４ではステップ（５）の処理が、そして解析結果グラフ作成部１５ではステップ（６）の処理が実施される。
【００２４】
ここでさらに、上記各ユニット及び各部の構成、動作を詳述する。
【００２５】
まず、心輪郭データ格納ユニット１は、ＥＤ及びＥＳ心輪郭データをＣＰＵ８の指令に基づいて入力可能である。この心輪郭データは、ディジタル画像として得られた心臓画像から心輪郭自動抽出処理またはマニュアルトレースによりＲＯＩデータとして得られる。ＲＯＩデータのフォーマットは例えば、図１５に示すように画像上で心輪郭上の点座標（Ｘ，Ｙ）の連続したものに、図１６に示すように心臓の大動脈弁両端の位置座標及び長軸両端の位置座標がつけ加えられた形になっている。このＲＯＩデータは、元の画像の画像サイズにより画面上での位置関係が異なってくる。例えば１０２４２画像、５１２２画像上で同じ大きさ・形のＲＯＩであっても、１０２４２画像での座標データは５１２２画像での座標データの２倍となる。そこで、必ず同一画像サイズにてＥＤ及びＥＳの心輪郭を得るようにする。
【００２６】
心輪郭重ね合わせ部１０は、ステップ（１）に基づく処理を行う。具体的には、ＥＤ／ＥＳ両心輪郭像の大動脈弁部の中点と心尖部の頂点とを結ぶ長軸ＬＡを一致させるようにＥＳ心輪郭データをアフィン変換する処理を行う。
【００２７】
また、ＥＤ心輪郭直角線作成部１１は、ステップ（２）の処理を例えば以下の要領で行う。
【００２８】
まず、ＥＤ／ＥＳ両心輪郭データに対してスムージング処理を行い、そのデータを基にイメージメモリ９に両心輪郭を書き込む。このときのスムージング手法としては、例えば上記ＲＯＩデータ内の注目点とその前後の点、合計３点のＸ，Ｙ座標毎の単純平滑化が有用である。また、例えば特許文献２に示すようなハードウェア構成及び処理手法によりスムージングを行うこともできる。
【００２９】
次いで、ＥＤ心輪郭のフラグをサーチしながらＥＤ心輪郭を方向データ列として認識し、方向データ列から輪郭の長さを求め、その長さを等分することで、前述した等分点ＥＱ．．．ＥＱを決定し、さらに等分点ＥＱ．．．ＥＱにおける輪郭の垂直方向を求める。これを図１７〜図２０を使って例示する。
【００３０】
例えば、注目点を中心とする８方向を図１７に示す数値データとして定義すると、図１８のような輪郭に対して、方向データ列は、（１、０、０、１、０、０、１、１、２、２）となる。更に各方向に輪郭が接続する場合の輪郭の単位長さを図１９のように定義し（ｘ，ｙ方向のピクセル比は１：αとする）、図１８に示す輪郭の長さをＬとすると、
【数２】
Ｌ＝１×４＋α×２＋（１＋ａ２）１／２×４
となる。この輪郭を２等分するとするならば、Ｌ／２の長さに当たる位置が等分点となる。ここで、α＝１とすると、
【数３】
Ｌ／２＝３＋２×２１／２
となり、始点から数えて６番目の輪郭点Ａが等分点ＥＱに対応する。
【００３１】
垂直方向の求め方としては、上記等分点ＥＱ＝Ａから例えば２輪郭点ずれた２点の位置を求め、その２点を結ぶベクトルの垂直ベクトルを求めることで求められる。つまり、上記等分点Ａにおける垂直方向の単位ベクトルは、
【数４】
（−３／５，４／５）
となる。これにより、イメージメモリ９上にて、ＥＤ心輪郭の等分点から上記手法で求められる垂直ベクトルの方向にＥＳ心輪郭のフラグが見つかるまでサーチを行うことになる。その際、前述したステップ（２ａ）〜（２ｃ）の処理が行われる。
【００３２】
このようにして、心輪郭を示す方向データ列から輪郭長さ、等分点、直角方向を求めることができるが、この場合、心輪郭が滑らかな形状である必要がある。すなわち、図２０に示すような鋭い突起等（以下、これを「枝」という）が存在してはならない。このため、上述したように予め心輪郭データにスムージングを施すことにより、図２０のような枝を無くするようにしている。
【００３３】
一方、センターライン作成部１２はステップ（３）の処理を行う。つまり、ＥＤ心輪郭直角線作成部１１にて求められた各直角線ＰＥの中点を求める。センターラインＣＬは、中点の座標（Ｘ，Ｙ）の連続したＲＯＩデータとして得られる（図２１参照）。このＲＯＩデータを用いてイメージメモリ９上にセンターラインＣＬを描画する。
【００３４】
また収縮線作成部１３はステップ（４）の処理を行い、ＥＤ心輪郭直角線作成部１０での処理と同様な方法で作成する。
【００３５】
収縮率解析部１４はステップ（５）に基づき、収縮率を求める。
【００３６】
解析結果グラフ作成部１５はステップ（６）に基づき、収縮率解析部１４で求められた収縮率及び正常例データ格納ユニット２から供給された正常例データから解析結果グラフ情報を作成し、グラフィックメモリ４にそのグラフ情報を描画する。
【００３７】
【特許文献１】
特公平５−１０１５号
【００３８】
【特許文献２】
特公昭６３−１６３６８０号
【００３９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来技術にあっては、以下に示すような種々の解決すべき問題があった。
【００４０】
［１］：本解析に用いるＥＤ及びＥＳの心輪郭像は、通常１カットの動画像から選択された２枚の画像、或いは１回の検査の中で得られた２枚の静止画像より作成される。このＥＤ像及びＥＳ像の心輪郭像は、同一患者の同一検査で得られた画像でなければならない。また、画像拡大・回転等の画像処理が行われた画像から作成される可能性もあるが、その場合でも同一の画像処理が行われた画像でなければならない。ところが、心輪郭像そのものから上記の判別をすることは不可能であり、現状の装置では上記条件を満たす、満たさないに関わらず解析が行えるようにしていることが多い。このため、例えば心輪郭データ格納ユニットからデータを読み出す際、操作ミスなどがあって、ＥＤ及びＥＳの心輪郭像が別患者同士のものであっても、これを認知できずに解析される。したがって、解析結果の信頼性に疑義を持たれることもあった。
【００４１】
［２］：現在のＸ線診断装置では、ＥＤ及びＥＳの心輪郭を得るための画像として１カットの動画像から選んだ２枚の画像の内、いずれかを予め静止画像として選択保存しておき、その静止画像と動画像の中から直接選択した画像を用いて心輪郭を得ることが可能である。ところが、静止画像として保存する際、画像サイズが変換されてしまう場合があり、ＥＤ、ＥＳ心輪郭作成に用いようとする画像サイズが異なる場合が生じる。したがって、図１５及び図１６で示すようなデータフォーマットの心輪郭データの座標対応がずれてしまうので、解析ができず、同じ画像サイズの心輪郭データを選び直さなければならないという問題点がある。
【００４２】
［３］：さらに、前述した従来のセンターライン法では、ＥＤ心輪郭直角線作成部１１により実施されるステップ（２）の段階で、心輪郭を予め滑らかにする処理が行われるが、これに関して以下の問題がある。
【００４３】
［３ａ］：心輪郭データにスムージングをかける際、フィルタサイズが適当でないと、スムージングの程度が弱すぎて図２０に示すような枝を取り去ることができなかったり、反対にスムージングの程度が強すぎて輪郭の元の形状を壊してしまうことがあるが、そのフィルタサイズの決定について従来では何等提案されたものが無い。必然的に、予めフィルタサイズを適宜に決めておくことになるが、その場合、患者の個人差などに因って、必ずしも適宜なフィルタリングがなされるという保証は無い。
【００４４】
［３ｂ］：前述した特許文献２に記載の発明に示すようなハードウェア構成及び手法でスムージングを行うには、専用ハードウェアが必要になり、システムが複雑になり、高価にもなる。
【００４５】
［４］：従来のセンターライン法では、収縮線作成部１３により実施されるステップ（４）の段階で、センターラインのスムージングに関して上記［３｝と同様の問題がある。
【００４６】
［５］：従来のセンターライン法におけるステップ（４）の段階で、センターラインＣＬ上の等分点ＥＰｎ＋１から収縮線ＣＴｎ＋１をＥＤ心輪郭へ向かって引く際、図２２に示す如く、ＥＤ心輪郭が局所的に内側にへこんでいたり、或いは、図２３に示す如く、ＥＤ心輪郭とＥＳ心輪郭の重ね合わせた時に局所的にＥＤ心輪郭がＥＳ心輪郭内部に入り込んでいた場合、収縮線ＣＴｎ＋１が一つ前の等分点ＥＰｎから引かれた収縮線ＣＴｎと交差する可能性がある。交差した場合、当然にセンターライン法の原則に反する部分を有したまま解析され、精度の高い解析結果は期待できない。
【００４７】
［６］：センターライン法の解析結果を使う心機能診断では、近年、正常な心臓の収縮に比べて収縮が小さく、冠状動脈の疾患による梗塞の可能性がある（即ち異常である）部分が、心臓のどの領域に、どの程度の広さで、またどの程度の異常さで存在するかということを一目で知りたいという要請が強いが、従来技術に示す解析結果は、異常領域の位置、広さ、その異常さを明確に示しているとは言えない。
【００４８】
この発明は、上述した従来技術の問題に鑑みてなされたもので、とくに、センターライン法に拠る心機能の解析において、異常部位が心臓のどの領域に、どの程度の広さで、且つ、どの程度の異常さで存在するかということを一目瞭然で分かるように解析結果を提供することを、その目的とする。
【００４９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成させるため、この発明に係る心機能解析用画像診断装置は、被検者の心臓の心室画像から作成された拡張末期心輪郭及び収縮末期心輪郭を同一画面上で重ね合わせる手段と、前記拡張末期心輪郭上の等分点の夫々から当該拡張末期心輪郭に直交し且つ前記収縮末期心輪郭まで直角線を引く手段と、前記直角線の夫々の中点を通るセンターラインを求める手段と、前記センターライン上の等分点の夫々にて当該等分点を通って前記両心輪郭間に当該センターラインと直交する複数の収縮線を引く手段と、前記複数の収縮線の各々の線長に基づいて心臓の局所的運動状況を提示する手段とを有するセンターライン法に拠る心機能解析用画像診断装置であり、前記局所的運動状況を提示する手段は、前記収縮線に関する値を前記心輪郭の予め複数に分割された領域毎に定量的に表示するように構成したことを特徴とする。
【００５０】
例えば、前記局所的運動状況を提示する手段は、所定数の前記収縮線が引かれた前記心輪郭を当該収縮線の本数に応じて前記複数の領域に分割するように構成できる。
【００５１】
また、好適な一例として、前記局所的運動状況を提示する手段は、前記収縮線の線長に基づいて求めた収縮率と正常例平均の収縮率との差分を正常例平均の収縮率の標準偏差で正規化した値を演算し、前記心輪郭の予め複数に分割された領域毎の前記演算値の平均値と前記演算値が所定値以下となる前記領域毎の収縮線の本数とを演算するように構成できる。
【００５２】
また例えば、前記局所的運動状況を提示する手段は、前記演算された平均値及び本数を前記領域毎に識別した状態で表示するように構成できる。
【００５３】
また、この発明に係る心機能解析方法によれば、被検者の心臓の心室画像から作成された拡張末期心輪郭及び収縮末期心輪郭を重ね合わせ、前記拡張末期心輪郭上の等分点の夫々から当該拡張末期心輪郭に直交し且つ前記収縮末期心輪郭まで直角線を引き、前記直角線の夫々の中点を通るセンターラインを求め、前記センターライン上の等分点の夫々にて当該等分点を通って前記両心輪郭間に当該センターラインと直交する複数の収縮線を引き、前記複数の収縮線の各々の線長に基づいて心臓の局所的運動状況を提示するセンターライン法に拠る心機能解析方法であり、前記局所的運動状況の情報を提示する際に、前記収縮線に関する値を前記心輪郭の予め複数に分割された領域毎に定量的に表示する。
【００５４】
【作用】
本発明に係る心機能解析用画像診断装置及び心機能解析方法によれば、センターライン法に拠る心機能解析において、局所的運動状況を提示する際、収縮線に関する値が心輪郭の予め複数に分割された領域毎に定量的に表示される。この定量表示の一環として、例えば、収縮線の線長に基づいて求めた収縮率と正常例平均の収縮率との差分を正常例平均の収縮率の標準偏差で正規化した値が、心輪郭の複数領域それぞれについて演算される。この心輪郭の複数領域は、所定数（例えば１００本）の収縮線が引かれた心輪郭を、例えば収縮線の本数に応じて複数の領域に分割したものである。演算された差分の正規化値からその値の領域毎の平均値と、かかる正規化値が所定値（例えば、−２）以下となる収縮線の領域毎の本数が演算される。例えば、この平均値と本数は領域毎に識別可能な状態で表示される。
【００５５】
【実施例】
以下、この発明の実施例を図面を参照しながら説明する。以下の実施例は、センターライン法を適用して心機能解析を行うことができる、独立した画像診断装置について実施したものであるが、種々の医用モダリティに一体に組み込んで実施することもできる。なお、前述した従来の画像診断装置（図１３及び図１４記載のもの）の構成要素と同じものには同一符号を用いて、その説明を省略又は簡略化する。
【００５６】
（第１実施例）
第１実施例を図２４に基づき説明する。
【００５７】
この第１実施例に係る画像診断装置は図２４に示すように、心輪郭データ格納ユニット１、正常例データ格納ユニット２、患者・検査・画像処理情報格納ユニット１６、情報チェックユニット１７、センターライン法解析ユニット３、及びグラフィックメモリ４を有する。これらのユニット及びメモリは制御バス７を経由してメインのＣＰＵ（中央演算装置）８に接続され、ＣＰＵ８の制御下に置かれている。グラフィックメモリ４の読出し側はＤ／Ａ変換器５を介してモニタ６に接続されている。
【００５８】
心輪郭データ格納ユニット１はＥＤ心輪郭データ及びＥＳ心輪郭データを格納しており、これらのデータがＣＰＵ８の指示によりセンターライン法解析ユニット３に入力される。心輪郭データは例えば従来技術に示したものと同じく、心輪郭上の点座標（Ｘ，Ｙ）の連続したもの（図１５参照）に、心臓の大動脈弁両端の位置座標及び長軸両端の位置座標（図１６参照）がつけ加えられたものである。また正常例データ格納ユニット２は正常な心臓の収縮（正常例）に関するデータを格納しており、このデータがＣＰＵ８の指示によりセンターライン法解析ユニット３に入力される。
【００５９】
患者・検査・画像処理情報格納ユニット１６は、ＣＰＵ８の制御の元、各心輪郭作成に用いた心室画像の患者情報、検査情報及び画像処理情報（付随情報という）を情報チェックユニット１７に供給するようになっている。患者情報、検査情報及び画像処理情報の項目としては例えば図２５に示すものである。但し、チェックされる情報は、これら項目のいずれかのみであっても良いし、これら項目に他の項目が追加されてもかまわない。
【００６０】
情報チェックユニット１７では、入力された各心輪郭に関する患者情報、検査情報、画像処理情報の各項目が突き合わされてチェックされる。そして、突き合わせた各項目が全て一致した場合、両心輪郭が同一の患者、同一の検査、同一の画像処理で得られたものであると判断し、両心輪郭データ及び正常例データをセンターライン法解析ユニット３に送る。
【００６１】
センターライン法解析ユニット３では、前述したと同様のセンターライン法解析が行われる。その解析結果はグラフィックメモリ４に描画された後、Ｄ／Ａ変換器５にてＤ／Ａ変換され、モニタ６に表示される。
【００６２】
これに対し、情報チェックユニット１７で付随情報の一部に一致しない事項があると判断された場合、その旨、モニタ６に表示し、オペレータの指示を仰ぐことになる。
【００６３】
このように、心輪郭作成に用いた心室画像の患者情報、検査情報及び画像処理情報などの付随情報を心輪郭データに付加した状態で取り込み、定量解析に入る前に拡張末期心輪郭及び収縮末期心輪郭が、同一患者及び同一検査から得られたものであるかを確認する。これにより、例えば誤操作などに因り、別患者同士のＥＤ心輪郭及びＥＳ心輪郭を取り込んだまま解析されるという事態を未然に防止できるから、信頼性の高い心機能解析・診断を行うことができるとともに、オペレータの操作上の負担も軽減される。
【００６４】
（第２実施例）
第２実施例を図２６に基づき説明する。
【００６５】
この第２実施例に係る画像診断装置は図２６に示すように、心輪郭データ格納ユニット１、正常例データ格納ユニット２、画像サイズ格納ユニット１８、画像サイズチェックユニット１９、心輪郭データ変換ユニット２０、センターライン法解析ユニット３、及びグラフィックメモリ４を有する。これらのユニット及びメモリは制御バス７を経由してメインのＣＰＵ８に接続され、ＣＰＵ８の制御下に置かれている。グラフィックメモリ４の読出し側はＤ／Ａ変換器５を介してモニタ６に接続されている。
【００６６】
この内、心輪郭データ格納ユニット１は上述した第１実施例と同一に構成されているが、ユニット１から読み出されたデータは、心輪郭データ変換ユニット２０に送られる。心輪郭データのフォーマットも第１実施例と同一である。
【００６７】
画像サイズ格納ユニット１８は、各心輪郭作成に用いた心室画像の画像サイズの情報を事前に格納しており、ＣＰＵ８からの指令に応答して、その画像サイズ情報を次段の画像サイズチェックユニット１９に送るようになっている。
【００６８】
画像サイズチェックユニット１９は、入力した各心輪郭に関する画像サイズを判別し、その判別結果を次段の心輪郭データ変換ユニット２０に送る。この心輪郭データ変換ユニット２０では、判別された画像サイズに応じて、心輪郭ＲＯＩデータが固定された画像サイズ用にデータ変換される。
【００６９】
変換された心輪郭データは、センターライン法解析ユニット３に送られ、センターライン法解析が行われる。解析結果はグラフィックメモリ４に描画された後、Ｄ／Ａ変換され、モニタ６に表示される。
【００７０】
このため、画像サイズチェックユニット１９では、例えば、ＥＤ心輪郭ＲＯＩの元の画像サイズは５１２２、ＥＳ心輪郭ＲＯＩの元の画像サイズは１０２４２であると判別される。これにより、心輪郭データ変換ユニット２０では、例えば両心輪郭ＲＯＩデータの元の画像サイズが共に１０２４２となるように変換される。即ち、ＥＤ像心輪郭データのみ、内部のＸ，Ｙ座標データが全て２倍される。
【００７１】
このように、心輪郭作成に用いた心室画像の画像サイズを付随情報として付加した心輪郭データを取り込み、解析を行う前に、付随情報から画像サイズを認識し、両心輪郭データを同一画像サイズの心輪郭になるようデータ変換している。この結果、両心輪郭を得るときの元の画像の画像サイズが異なっていても、自動的に画像サイズが一致し、解析を正しく行うことができる。
【００７２】
（第３実施例）
第３実施例を図２７及び図２８に基づき説明する。
【００７３】
この第３実施例に係る画像診断装置は図２７に示すように、心輪郭データ格納ユニット１、正常例データ格納ユニット２、センターライン法解析ユニット２１、及びグラフィックメモリ４を有する。これらのユニット及びメモリは制御バス７を経由してメインのＣＰＵ８に接続され、ＣＰＵ８の制御下に置かれている。グラフィックメモリ４の読出し側はＤ／Ａ変換器５を介してモニタ６に接続されている。この内、センターライン法解析ユニット２１を除く構成要素は、前記各実施例及び従来例（図１３）と同等である。
【００７４】
センターライン法解析ユニット２１は図２８に示すように、イメージメモリ９、ＥＤ／ＥＳ心輪郭重ね合わせ部１０、ＥＤ心輪郭直角線作成部２２、センターライン作成部１２、収縮線作成部１３、収縮率解析部１４、及び解析結果グラフ作成部１５を備えている。この内、ＥＤ心輪郭直角線作成部２２を除く各部は、前記各実施例及び従来例（図１４）と同等である。
【００７５】
この実施例におけるＥＤ心輪郭直角線作成部２２は前述したものに比べて、ＥＤ／ＥＳ両心輪郭データのスムージングの手法を異にしている。具体的には、心輪郭データに含まれる長軸ＬＡの両端の位置座標をＡ（ａ１，ａ２）、Ｂ（ｂ１，ｂ２）とすると（図１６参照）、長軸ＬＡの長さＬＡＢは、
【数５】
【数６】
β＝γ×（ＬＡＢ／δ）
に決める。この式により、長軸長さＬＡＢ＝δのとき、フィルタサイズ＝γになるように設定される。ここでγ＝５、δ＝２５６とすると、ＬＡＢ＝５１２の時、β＝１０となる。
【００７６】
そして、心輪郭ＲＯＩデータ内の各点において、各点を中央とするβ個の点のＸ，Ｙ座標毎の単純平滑化を行うようにする。
【００７７】
ＥＤ心輪郭上の等分点ＥＱ（図２参照）から、ＥＤ心輪郭に直交しＥＳ心輪郭まで直線を引く段階で、心輪郭を滑らかにする処理を行う。この際、上述したように、心輪郭の長軸ＬＡの長さに比例したフィルタサイズを適用したスムージングを行うことで、輪郭の大きさを考慮した最適なスムージングを実施できる。その結果、スムージングが弱すぎて輪郭の枝が取りきれず、滑らかなＥＤ心輪郭が得られなかったり、スムージングが強すぎて元の形状が崩れてしまうという事態を回避でき、より精度の高い心機能解析が可能になる。
【００７８】
（第４実施例）
第４実施例を図２９〜図３６に基づき説明する。
【００７９】
この第４実施例に係る画像診断装置は図２９に示すように、心輪郭データ格納ユニット１、正常例データ格納ユニット２、センターライン法解析ユニット２３、及びグラフィックメモリ４を有する。これらのユニット及びメモリは制御バス７を経由してメインのＣＰＵ８に接続され、ＣＰＵ８の制御下に置かれている。グラフィックメモリ４の読出し側はＤ／Ａ変換器５を介してモニタ６に接続されている。この内、センターライン法解析ユニット２３を除く構成要素は、前記各実施例及び従来例（図１３）と同等である。
【００８０】
センターライン法解析ユニット２３は図３０に示すように、イメージメモリ９、ＥＤ／ＥＳ心輪郭重ね合わせ部１０、ＥＤ心輪郭直角線作成部２４、センターライン作成部１２、収縮線作成部１３、収縮率解析部１４、及び解析結果グラフ作成部１５を備えている。この内、ＥＤ心輪郭直角線作成部２４を除く各部は、前記各実施例及び従来例（図１４）と同等である。
【００８１】
ＥＤ心輪郭直角線作成部２４の処理について説明する。
【００８２】
まず、ＥＤ心輪郭データを用いて、ＥＤ心輪郭に対応するフラグデータ、或いはＥＤ心輪郭及びその内部を塗りつぶしたフラグデータをイメージメモリ９に描画する。
【００８３】
次いで、ＥＤ心輪郭のフラグを以下のステップ（ａ）〜（ｆ）でサーチすると共に、方向データ列を作成する。
【００８４】
（ａ）：最初に、注目点を中心とする８方向を図１７に示す数値データとして定義する。
【００８５】
（ｂ）：大動脈弁部一端の位置を方向データ作成開始位置、他端の位置を方向データ作成終了位置とする。
【００８６】
（ｃ）：１つ前の注目点のある方向を除く７方向をサーチする。
【００８７】
（ｄ）：７方向をサーチする順序は右回りとする。また、注目点における最初のサーチ方向は、１つ前の注目点のある方向から、右回りに１方向ずれた方向とする。図３１、図３２にその例を示す。図３１、図３２上の丸数字１〜７は、サーチする方向の順序を示している。
【００８８】
（ｅ）：前述した図２０に示すような枝に出会った場合、上記ステップ（ｄ）の処理時に７方向をサーチしてもフラグが見つからなくなる。その場合は、その時点の注目点に対応するフラグをイメージメモリ９から消去し、更に注目点を１つ前に戻し、サーチをやり直す。これにより、枝のない滑らかな輪郭として認識できる。図２０のような輪郭は結局、図３３のような滑らかな輪郭として認識される。
【００８９】
（ｆ）：方向データ作成開始位置における最初のサーチ方向は、以下の（ｆ１）及び（ｆ２）の２種類の手法のいずれかにより求める。
【００９０】
（ｆ１）：このサーチ方向の決定手法は請求項５記載の発明に対応する。
【００９１】
大動脈弁両端の位置座標を用いて以下の方法で求める。例えば大動脈弁両端位置座標をＡ（ａ１，ａ２）、Ｂ（ｂ１，ｂ２）、サーチ開始位置をＡとすると（図３４参照）、図３４にて示される角度θは、
【数７】
【数８】
【００９２】
【数９】
【００９３】
（ｆ２）：このサーチ方向の決定手法は請求項６記載の発明に対応する。
【００９４】
方向データ作成開始位置の回り８点のフラグデータ分布から最初のサーチ方向を求める。
【００９５】
即ち、方向０〜７に関して、フラグの存在しない方向を探し、その方向が隣合う複数の方向の場合は、右回りにみてフラグが存在する方向から存在しない方向へ変化した直後の方向を最初のサーチ方向とする。フラグの存在しない方向が１方向のみの場合はその方向を最初のサーチ方向とする。
【００９６】
図３５、図３６に例を示す。注目点を中心とする８方向を図１７に示す数値データとして定義すると、最初のサーチ方向は図３５の場合「７」の方向、図３６の場合「０」の方向となる。尚、この方法はＥＤ心輪郭及びその内部を塗りつぶしたフラグデータを使用する場合に限って有効である。
【００９７】
以上により、枝のとれた方向データ列が作成される。
【００９８】
この方向データ列を用いて、ＥＤ心輪郭の長さ、等分点、等分点における直角ベクトルを求める。この求め方は従来技術と同じでよい。
【００９９】
次に、ＥＳ心輪郭に対応するフラグデータをイメージメモリ９に描画し、上記ＥＤ心輪郭の等分点から上記垂直ベクトルの方向にＥＳ心輪郭のフラグが見つかるまでサーチを行う。その際、従来技術で示した（２ａ）〜（２ｃ）の措置を行う。
【０１００】
以上がＥＤ心輪郭直角線作成部２４の処理である。
【０１０１】
このように、ＥＤ心輪郭上の等分点から、ＥＤ心輪郭に直交しＥＳ心輪郭まで直線を引く段階で、ＥＤ心輪郭或いはＥＤ心輪郭及びその内部を塗りつぶしたフラグデータをメモリ上に作成し、輪郭の枝部分を取り除きながら心輪郭の方向データ列を作成することにより、滑らかな心輪郭形状を認識できる。つまり、心輪郭にスムージングをかける際、スムージングが強すぎてＥＤ心輪郭の元の形状を壊してしまうといった不具合がなくなるし、スムージングが弱すぎて枝部分を除去できないという不具合も解消される。スムージングを行うための専用ハードウェアがなくとも滑らかなＥＤ心輪郭を得ることができ、システム全体が簡素化される。
【０１０２】
（第５実施例）
第５実施例を図３７〜図３９に基づき説明する。
【０１０３】
この第５実施例に係る画像診断装置は図３７に示すように、心輪郭データ格納ユニット１、正常例データ格納ユニット２、センターライン法解析ユニット２５、及びグラフィックメモリ４を有する。これらのユニット及びメモリは制御バス７を経由してメインのＣＰＵ８に接続され、ＣＰＵ８の制御下に置かれている。グラフィックメモリ４の読出し側はＤ／Ａ変換器５を介してモニタ６に接続されている。この内、センターライン法解析ユニット２５を除く構成要素は、前記各実施例及び従来例（図１３）と同等である。
【０１０４】
センターライン法解析ユニット２５は図３８に示すように、イメージメモリ９、ＥＤ／ＥＳ心輪郭重ね合わせ部１０、ＥＤ心輪郭直角線作成部１１、センターライン作成部１２、収縮線作成部２６、収縮率解析部１４、及び解析結果グラフ作成部１５を備えている。この内、収縮線作成部２６を除く各部は、前記各実施例及び従来例（図１４）と同等である。
【０１０５】
収縮線作成部２６は以下のようにセンターラインＣＬをスムージングする。
【０１０６】
図３９に示すように、センターラインＣＬの両端点をＡ、Ｂ、線分ＡＢと心輪郭長軸ＬＡとの交点をＣ（ｃ１，ｃ２）、センターラインＣＬと心輪郭長軸ＬＡとの交点をＤ（ｄ１，ｄ２）とする。
【０１０７】
線分ＣＤの長さＬＣＤは、
【数１０】
【数１１】
β′＝γ′×（ＬＣＤ／δ′）
とする。この式から、線分ＣＤの長さＬＣＤがδ′のときフィルタサイズがγ′になるように設定される。ここでγ′＝５、δ′＝２５６とすると、ＬＣＤ＝５１２の時、β′＝１０となる。
【０１０８】
そして、センターラインＲＯＩデータ内の各点において、各点を中央とするβ′個の点のＸ，Ｙ座標毎の単純平滑化を行う。
【０１０９】
センターラインＣＬ上の等分点ＥＰから両心輪郭間にセンターラインと直交するように収縮線ＣＴを引く段階で、センターラインを滑らかにする処理が行われる。この際、センターラインＣＬの端点Ａ，Ｂを結ぶ線分と心輪郭長軸ＬＡとの交点Ｃと、センターラインＣＬと心輪郭長軸ＬＡとの交点Ｄとを結ぶ線分の長さに比例したフィルタサイズのスムージングがなされる。これにより、センターラインＣＬの大きさを考慮した最適なスムージングができるため、スムージングが強すぎてセンターラインＣＬの元の形状を壊してしまったり、スムージングが弱すぎて枝などを除去できないといった不具合が解消される。
【０１１０】
（第６実施例）
第６実施例を図４０，図４１に基づき説明する。
【０１１１】
この第６実施例に係る画像診断装置は図４０に示すように、心輪郭データ格納ユニット１、正常例データ格納ユニット２、センターライン法解析ユニット２７、及びグラフィックメモリ４を有する。これらのユニット及びメモリは制御バス７を経由してメインのＣＰＵ８に接続され、ＣＰＵ８の制御下に置かれている。グラフィックメモリ４の読出し側はＤ／Ａ変換器５を介してモニタ６に接続されている。この内、センターライン法解析ユニット２７を除く構成要素は、前記各実施例及び従来例（図１３）と同等である。
【０１１２】
センターライン法解析ユニット２７は図４１に示すように、イメージメモリ９、ＥＤ／ＥＳ心輪郭重ね合わせ部１０、ＥＤ心輪郭直角線作成部１１、センターライン作成部１２、収縮線作成部２８、収縮率解析部１４、及び解析結果グラフ作成部１５を備えている。この内、収縮線作成部２８を除く各部は、前記各実施例及び従来例（図１４）と同等である。
【０１１３】
収縮線作成部２８は、第４実施例におけるＥＤ心輪郭直角線作成部２４における処理内容をそのまま用いて、収縮線ＣＴを作成する。
【０１１４】
つまり、センターラインＣＬ上の等分点から両心輪郭間にセンターラインと直交するように収縮線ＣＴを引く段階で、センターラインＣＬに対応するフラグデータをメモリ上に作成し、センターラインＣＬの枝部分を取り除きながらセンターラインの方向データ列を作成する。これにより、滑らかなセンターライン形状を認識でき、スムージングを行うための専用ハードウェアがなくとも滑らかなセンターラインを得ることができる。
【０１１５】
（第７実施例）
第７実施例を図４２〜図４５に基づき説明する。この実施例は、請求項１及び２に記載の発明に対応する。
【０１１６】
この第７実施例に係る画像診断装置は図４２に示すように、心輪郭データ格納ユニット１、正常例データ格納ユニット２、センターライン法解析ユニット２９、及びグラフィックメモリ４を有する。これらのユニット及びメモリは制御バス７を経由してメインのＣＰＵ８に接続され、ＣＰＵ８の制御下に置かれている。グラフィックメモリ４の読出し側はＤ／Ａ変換器５を介してモニタ６に接続されている。この内、センターライン法解析ユニット２９を除く構成要素は、前記各実施例及び従来例（図１３）と同等である。
【０１１７】
センターライン法解析ユニット２９は図４３に示すように、イメージメモリ９、ＥＤ／ＥＳ心輪郭重ね合わせ部１０、ＥＤ心輪郭直角線作成部１１、センターライン作成部１２、収縮線作成部３０、収縮率解析部１４、及び解析結果グラフ作成部１５を備えている。この内、収縮線作成部３０を除く各部は、前記各実施例及び従来例（図１４）と同等である。
【０１１８】
収縮線作成部３０は、前述した図１４記載の収縮線作成部１３で実施される処理に、以下の処理をつけ加えた状態で作動する。
【０１１９】
具体的にはまず、収縮線作成部３０は、センターラインＣＬの等分点ＥＰｎ＋１からＥＤ心輪郭方向に引いた収縮線ＣＴｎ＋１が１つ前の等分点ＥＰｎで引かれた収縮線ＣＴｎと交差するか否か判断する。いま、図４４や図４５に示す収縮線ＣＴｎ＋１、ＣＴｎの状態となり、両線が交差すると判断した場合、１つ前に引かれた収縮線ＣＴｎのＥＤ心輪郭との交点ｈとセンターラインＣＬ上で現在収縮線を引こうとしている点ＥＰｎ＋１とを線分で結び、更にその線分をＥＳ心輪郭に交わるまで引き延ばし、その線分ＣＴｎ＋１ ＊を収縮線と見做す。
【０１２０】
この処理を付加することにより、前述した図２２及び図２３の場合のように、ＥＤ心輪郭が局所的に内側にへこんでいる場合やＥＤ心輪郭が局所的にＥＳ心輪郭内部に入り込んでいる場合でも、収縮線同士が交差することもなく、収縮線の物理的意味に合致した、より精度の高い収縮線を引くことができる。したがって、収縮率も高精度に演算され、心機能解析の信頼性も向上する。当然に、収縮線作成部３０では、直角線ＰＥ同士の交差なども判断され、処置される。
【０１２１】
（第８実施例）
第８実施例を図４６〜図５０に基づき説明する。この実施例は、請求項１〜５に記載の発明に対応する。
【０１２２】
この第８実施例に係る画像診断装置は図４６に示すように、心輪郭データ格納ユニット１、正常例データ格納ユニット２、センターライン法解析ユニット３１、及びグラフィックメモリ４を有する。これらのユニット及びメモリは制御バス７を経由してメインのＣＰＵ８に接続され、ＣＰＵ８の制御下に置かれている。グラフィックメモリ４の読出し側はＤ／Ａ変換器５を介してモニタ６に接続されている。この内、センターライン法解析ユニット３１を除く構成要素は、前記各実施例及び従来例（図１３）と同等である。
【０１２３】
センターライン法解析ユニット３１は図４７に示すように、イメージメモリ９、ＥＤ／ＥＳ心輪郭重ね合わせ部１０、ＥＤ心輪郭直角線作成部１１、センターライン作成部１２、収縮線作成部１３、収縮率解析部１４、及び解析結果グラフ作成部３２を備えている。この内、解析結果グラフ部３２を除く各部は、前記各実施例及び従来例（図１４）と同等である。
【０１２４】
解析結果グラフ作成部３２は、前述した図１４記載の解析結果グラフ作成部１５で実施される処理に、以下の処理をつけ加えた状態で作動する。
【０１２５】
その付け加える処理を、以下のステップ（８ａ）〜（８ｃ）に示す。
【０１２６】
（８ａ）：１００本の収縮線に沿って、１〜１６本目の収縮線の存在する領域、１７〜３２本目の収縮線の存在する領域、３３〜４８本目の収縮線の存在する領域、４９〜６４本目の収縮線の存在する領域、６５〜８０本目の収縮線の存在する領域、８１〜１００本目の収縮線の存在する領域というように、６つの領域に分割する（図４８参照）。
【０１２７】
（８ｂ）：各分割領域毎で図１２における値（求めた収縮率と正常例平均の収縮率との差分を正常例平均の標準偏差で正規化した値）が−２以下となる収縮線の本数及び各分割領域毎の前記値の平均値を計算する。
【０１２８】
（８ｃ）：上記計算値を、分割領域毎の表として、グラフィックメモリ４へ描画する。
【０１２９】
これにより、図１２の解析結果に対応して、さらに、分割領域毎の前記値が−２以下となる収縮線の本数の表（図４９参照）がモニタ６に表示されるとともに、分割領域毎の前記値の平均値の表（図５０参照）がモニタ６に表示される。
【０１３０】
上記の分割の仕方（１〜１６、１７〜３２、３３〜４８、４９〜６４、６５〜８０、８１〜１００）は、心室を医学的部位に沿って分けた場合である。それぞれ医学的部位の名称である、ａｎｔｅｒｏｂａｓａｌ ｒｅｇｉｏｎ、ａｎｔｅｒｏｌａｔｅｒａｌ ｒｅｇｉｏｎ、ａｐｉｃａｌ ｒｅｇｉｏｎ、ｄｉａｐｈｒａｇｍａｔｉｃ ｒｅｇｉｏｎ、ｐｏｓｔｅｒｏｂａｓａｌ ｒｅｇｉｏｎ、ｍｉｔｒａｌ ｖａｌｖｅに対応させている。尚、この分割数或いは分割する際の収縮線の対応づけ方は上記に限定されるものではなく、それ以外の方式でもよい。
【０１３１】
このように、従来の如く単に図１１、図１２の曲線で表示するのみならず、正常な心臓の収縮に比べて収縮が小さく、冠状動脈の疾患に因る梗塞の可能性のある領域が心臓のどの領域に、どの位の広さで存在し、しかもどの程度の異常さであるかを数値で定量的に且つ明確に表示することができる。したがって、術者の診断上の負担を軽減し、診断の容易化を図ることができる。
【０１３２】
なお、上記各実施例は請求項記載の発明に個別に対応させた状態で実施するとしたが、複数の請求項に係る発明を同時に実施する（例えば第１実施例と第２実施例を組み合わせて実施するなど、上記各実施例を必要に応じて適宜組み合わせて実施する）としてもよい。
【０１３３】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明の心機能解析用画像診断装置及び心機能解析方法によれば、センターライン法に拠る心機能解析において、異常部位が心臓のどの領域に、どの程度の広さで、どの程度の異常さで存在するかということを一目で分かるようになり、術者の負担を軽減できるとともに、解析上有益な情報を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】センターライン法におけるＥＳ心輪郭及びＥＤ心輪郭の重ね合わせを説明する図。
【図２】ＥＤ心輪郭上の等分点の決定及び直角線の引き方を示す図。
【図３】直角線がＥＳ心輪郭の大動脈弁部に達する場合を説明する図。
【図４】直角線がＥＳ心輪郭に達しない場合の処理を説明する図。
【図５】直角線同士が交差する場合の処理を説明する図。
【図６】直角線がＥＤ心輪郭の長軸と交差する場合の処理を説明する図。
【図７】直角線の夫々の中点の決定及びセンターラインの引き方を示す図。
【図８】センターライン上の等分点の決定及び収縮線の引き方を示す図。
【図９】収縮線の夫々に対するＣＨＯＲＤ ＮＯ．の付与を説明する図。
【図１０】収縮線の線長の測定及びその正規化を説明する図。
【図１１】ＣＨＯＲＤ ＮＯ．を横軸、収縮率を縦軸にとって心室壁の運状状況を示すグラフ。
【図１２】心機能曲線と正常例平均曲線との差分を標準偏差で正規化した値のグラフ。
【図１３】センターライン法を実施する従来の画像診断装置のブロック図。
【図１４】センターライン法解析ユニットのブロック図。
【図１５】心輪郭の点座標を説明する図。
【図１６】大動脈弁両端の位置座標及び長軸両端の位置座標を説明する図。
【図１７】ＥＤ心輪郭のサーチにおける注目点を中心とする８方向の説明図。
【図１８】ＥＤ心輪郭の一例を画素の連続として示す図。
【図１９】注目点を中心とする８方向に輪郭を接続する場合の輪郭の単位長さを説明する図。
【図２０】心輪郭における枝（突起など）を画素で示す図。
【図２１】直角線の中点座標を連続させたＲＯＩデータとして得られるセンターラインを示す図。
【図２２】従来技術の問題点の一つである、収縮線同士の交差の一例を説明する図。
【図２３】従来技術の問題点の一つである、収縮線同士の交差の他の例を説明する図。
【図２４】この発明の第１実施例に係る画像診断装置のシステムブロック図。
【図２５】付随情報を項目別に分類して示す図。
【図２６】この発明の第２実施例に係る画像診断装置のシステムブロック図。
【図２７】この発明の第３実施例に係る画像診断装置のシステムブロック図。
【図２８】第３実施例のセンターライン法解析ユニットのブロック図。
【図２９】この発明の第４実施例に係る画像診断装置のシステムブロック図。
【図３０】第４実施例のセンターライン法解析ユニットのブロック図。
【図３１】サーチ方向を説明する図。
【図３２】サーチ方向を説明する図。
【図３３】画素列で形成された輪郭の一部と枝の消去を説明する図。
【図３４】サーチ開始位置を説明する図。
【図３５】最初のサーチ方向の決め方を示す図。
【図３６】最初のサーチ方向の決め方を示す図。
【図３７】この発明の第５実施例に係る画像診断装置のシステムブロック図。
【図３８】第５実施例のセンターライン法解析ユニットのブロック図。
【図３９】フィルタサイズを決めるための長軸上の線分を説明する図。
【図４０】この発明の第６実施例に係る画像診断装置のシステムブロック図。
【図４１】第６実施例のセンターライン法解析ユニットのブロック図。
【図４２】この発明の第７実施例に係る画像診断装置のシステムブロック図。
【図４３】第７実施例のセンターライン法解析ユニットのブロック図。
【図４４】収縮線同士の交差を排除する一例を示す図。
【図４５】収縮線同士の交差を排除する他の例を示す図。
【図４６】この発明の第８実施例に係る画像診断装置のシステムブロック図。
【図４７】第８実施例のセンターライン法解析ユニットのブロック図。
【図４８】収縮線を分けることによる心輪郭の領域分割を説明する図。
【図４９】分割領域毎の解析の一例を示す表図。
【図５０】分割領域毎の解析の他の例を示す表図。
【符号の説明】
１ 心輪郭データ格納ユニット
２ 正常例データ格納ユニット
３ センターライン法解析ユニット
４ グラフィックメモリ
５ Ｄ／Ａ変換器
６ モニタ
７ バス
８ ＣＰＵ
９ イメージメモリ
１０ ＥＤ／ＥＳ心輪郭重ね合わせ部
１１ ＥＤ心輪郭直角線作成部
１２ センターライン作成部
１３ 収縮線作成部
１４ 収縮率解析部
１５ 解析結果グラフ作成部
１６ 患者・検査・画像処理情報格納ユニット
１７ 情報チェックユニット
１８ 画像サイズ格納ユニット
１９ 画像サイズチェックユニット
２０ 心輪郭データ変換ユニット
２１ センターライン法解析ユニット
２２ ＥＤ心輪郭直角線作成部
２３ センターライン法解析ユニット
２４ ＥＤ心輪郭直角線作成部
２５ センターライン法解析ユニット
２６ 収縮線作成部
２７ センターライン法解析ユニット
２８ 収縮線作成部
２９ センターライン法解析ユニット
３０ 収縮線作成部
３１ センターライン法解析ユニット
３２ 解析結果グラフ作成部
Claims (5)
- 被検者の心臓の心室画像から作成された拡張末期心輪郭及び収縮末期心輪郭を同一画面上で重ね合わせる手段と、前記拡張末期心輪郭上の等分点の夫々から当該拡張末期心輪郭に直交し且つ前記収縮末期心輪郭まで直角線を引く手段と、前記直角線の夫々の中点を通るセンターラインを求める手段と、前記センターライン上の等分点の夫々にて当該等分点を通って前記両心輪郭間に当該センターラインと直交する複数の収縮線を引く手段と、前記複数の収縮線の各々の線長に基づいて心臓の局所的運動状況を提示する手段とを有するセンターライン法に拠る心機能解析用画像診断装置において、
前記局所的運動状況を提示する手段は、前記収縮線に関する値を前記心輪郭の予め複数に分割された領域毎に定量的に表示するように構成したことを特徴とする心機能解析用画像診断装置。 - 前記局所的運動状況を提示する手段は、所定数の前記収縮線が引かれた前記心輪郭を当該収縮線の本数に応じて前記複数の領域に分割するように構成した特徴とする請求項１に記載の心機能解析用画像診断装置。
- 前記局所的運動状況を提示する手段は、前記収縮線の線長に基づいて求めた収縮率と正常例平均の収縮率との差分を正常例平均の収縮率の標準偏差で正規化した値を演算し、前記心輪郭の領域毎の前記演算値の平均値と前記演算値が所定値以下となる前記領域毎の収縮線の本数とを演算するように構成したことを特徴とする請求項１又は２に記載の心機能解析用画像診断装置。
- 前記局所的運動状況を提示する手段は、前記演算された平均値及び本数を前記領域毎に識別した状態で表示するようにしたことを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の心機能解析用画像診断装置。
- 被検者の心臓の心室画像から作成された拡張末期心輪郭及び収縮末期心輪郭を重ね合わせ、前記拡張末期心輪郭上の等分点の夫々から当該拡張末期心輪郭に直交し且つ前記収縮末期心輪郭まで直角線を引き、前記直角線の夫々の中点を通るセンターラインを求め、前記センターライン上の等分点の夫々にて当該等分点を通って前記両心輪郭間に当該センターラインと直交する複数の収縮線を引き、前記複数の収縮線の各々の線長に基づいて心臓の局所的運動状況を提示するセンターライン法に拠る心機能解析方法において、
前記局所的運動状況を提示する際に、前記収縮線に関する値を前記心輪郭の予め複数に分割された領域毎に定量的に表示することを特徴とする心機能解析方法。
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